swoole 第3章 初识之异步多线程服务器
一、同步和异步
我们在 IO 模型中解释过同步和异步的概念，并非是 web 开发模式下 ajax 这种异步的请求。在常见的 web 开发模式下，我们所碰到的几乎都是同步模式。
为什么这么说？无论是 fpm 还是 httpd，同一时间内一个进程只能处理一个请求，如果当前进程处于繁忙，后面的请求也只能继续等待有新的空闲进程。如果负载稍微上去了些，我们还可以调整 fpm 和 httpd 的进程数，即增加worker 进程的数量。但是，在服务器资源有限的情况下，随着 worker 进程数量的递增，系统消耗的资源也会逐步增加，直至 over。
swoole 是既支持全异步，也支持同步，同步模式我们后面结合 fpm 再说。
从 IO 模型 中，我们也可以感受到异步很强大。为什么喃？
我们举一个一名老师指导多名学生解题的场景。
同步模式下，当该老师在给某学生 A 指导题目的时候，嘴里可能一边嘟囔着“这个要这么写...”，话没说完，另一个学生 B 喊道“老师快来，我这碰到难题了，快过来指导指导”。
“等会，没看见在忙吗？”
然后学生 B 只能乖乖的等老师给A解答完之后才可以。
异步模式就不同啦，老师在给 A 指导的同时，B 又屁颠屁颠的喊着“老师老师...”，这个时候老师态度上就 360 大转弯，“来了来了”，顺便跟 A 说了“你先理解下我刚才说的，等会好了叫我”，然后呢，后面的剧情可能就是这样的
A 解答完毕跟老师说“谢谢”,B 喊老师
B 先喊老师，A 进入 B 一开始的状态，B 解答完毕跟老师说“谢谢”
剧情很多，自己没事想吧
又重温了下什么是同步和异步的概念，禁止混淆。
二、socket编程
socket是什么？
在大部分的书本或者网络文章中，你都能找到一个解释：套接字，是属于应用层和传输层之间的抽象层。真想把发明这词的人拉出来暴打一顿，这也太抽象了。
socket即套接字，是用来与另一个进程进行跨网络通信的文件，说是“文件”，也很好理解哈，因为在 linux 中一切都可以理解为“文件”。比如客户端可以借助 socket 与服务器之间建立连接。你也可以把 socket 理解为一组函数库，它确实也就是一堆函数。
我们知道，常见的网络应用都是基于 Client-Server 模型的。即一个服务器进程和多个客户端进程组合而成，如果你还理解为是一台电脑对另一台电脑，可以回去把进程/线程再看看了。在 Client-Server 模型中，服务器管理某种资源，并且通过对它管理的资源进行操作来为客户端提供服务。
那 Client 和 Server 又如何实现通信呢？这就要利用 socket 一系列的函数实现了。
基于套接字接口的网络应用的描述，用下面这张图来理解就好。
大致可以描述为：服务器创建一个 socket，绑定 ip 和端口，在该端口处进行监听，然后通过 accept 函数阻塞。当有新的客户端连接进来时，server 接收客户端数据并处理数据，然后返回给客户端，客户端关闭连接，server 关闭该客户端，一次连接交互完成。
三、初识 server
3.1、TCP 服务
server，顾名思义，就是服务器。我们平时接触比较多的无非就是 nginx 和 apache。作为 webServer，二者都是通过监听某端口对外提供服务。
下面我们来创建一个简单的 server。TCP 服务
A、创建一个 server 对象
server 的创建，只需要绑定要监听的 ip 和端口，如果 ip 指定为 127.0.0.1，则表示客户端只能位于本机才能连接，其他计算机无法连接。0.0.0.0 则表示监听所有 IP
$mode = SWOOLE_PROCESS; //默认：多进程的方式
$sock_type = SWOOLE_SOCK_TCP; //默认：TCP
$serv = new swoole_server("127.0.0.1", 9501, $mode, $sock_type);
端口这里指定为 9501，可以通过 netstat 查看下该端口是否被占用。如果该端口被占用，可更改为其他端口，如 9502，9503 等。1024 以下的端口需要 root 权限。
B、配置
swoole 的运行模式，默认是多进程模式，这跟 fpm有点像。怎么体现多进程呢？要开启几个进程才合适呢？
这个就需要我们做一些配置了，但是并非像 fpm 直接在文件内配置，我们可以在 server 创建后，通过 $serv->set(array()) 指定配置项。当然，这个配置项也有很多，比如说我们可以指定日志文件记录具体的错误信息等等，你都可以在官网的手册上寻找有哪些配置项，我们也会在贯穿 swoole 的同时讲解一部分常用的配置项。
这里我们首要说明一下 worker 进程数的配置。
我们可以指定配置项 worker_num 等于某个正整数。这个正整数设置多少合适，即我要开多少个 worker 进程处理我们的业务逻辑才好呢？官方建议我们设置为 CPU 核数的 1-4 倍。因为我们开的进程越多，内存的占用也就更多，进程间切换也就需要耗费更多的资源。我们这里设置开启两个 worker 进程。默认该参数的值等于你机器的 CPU 核数。
$serv->set([
"worker_num" => 2,
]);
C、事件驱动
swoole 另外一个比较吸引人的地方，就是 swoole_server 是事件驱动的。我们在使用的过程中不需要关注底层怎么样怎么样，只需要对底层相应的动作注册相应的回调，在回调函数中处理我们的业务逻辑即可。
什么意思呢？我举个例子：
你启动了一个 server，当客户端连接的时候，你不需要关心它是怎么连接的，你就单纯的注册一个 connect 函数，做一些连接后的处理即可。再比如 server 收到了 client 传递的数据，你用关心复杂的网络是怎么接受到的吗？不用，你只需要注册一个 receive 回调，处理数据就这么多。
让我们来看看几种常见的事件回调。
// 有新的客户端连接时，worker进程内会触发该回调
$serv->on("Connect", function ($serv, $fd) {
echo "new client connected." . PHP_EOL;
});
参数 $serv 是我们一开始创建的 swoole_server 对象，
参数 $fd 是唯一标识，用于区分不同的客户端，同时该参数是 1-1600 万之间可以复用的整数。
我来解释下复用：假设现在客户端 1、2、3 处于连接中，客户端 4 要连接的话 $fd 就是 4，但是不巧的是客户端 3 连接不稳定，断掉了，客户端 4 连接到 server 的话，$fd 就是 3，这样看的话，实际可能远不止 1600W。那 1600W个连接够用吗？我的妈呀，你丫单个业务先做到 160W 再考虑这个问题吧...
// server接收到客户端的数据后，worker进程内触发该回调
$serv->on("Receive", function ($serv, $fd, $fromId, $data) {
// 收到数据后发送给客户端
$serv->send($fd, "Server". $data);
});
Receive 回调的前两个参数就不说了，刚说完。
上面说到的两个回调，都强调了是在 worker 进程内触发的。第三个参数 $fromId 指的是哪一个 reactor 线程，具体我们会在多进程模型一文中详细分析，先忽略吧。
我们看第四个参数，这个参数就是服务端接受到的数据，注意是字符串或者二进制内容哦，后面我们只谈字符串，不用怕。
注意我们在 Receive 回调内，调用了 $serv 的 send 方法，我们可以使用 send 方法，向 client 发起通知。
// 客户端断开连接或者server主动关闭连接时 worker进程内调用
$serv->on("Close", function ($serv, $fd) {
echo "Client close." . PHP_EOL;
});
注意哦，当客户端与服务端的连接关闭的时候就会调用 close 回调，有些新手可能习惯性的会在 close 回调中继续调用 $serv->close($fd)，人都关闭了才去调用这个方法，你再调用是不是想找事？
到此呢，我们基本上已经搭建到了一个高性能的 server。“我什么都没做，这就完啦？好没劲啊”
是的，非常简单，下面我们只需要调用 start 方法启动 server 即可。
// 启动server
$serv->start();
如此，便开启了一个 server 服务。
由于 swoole_server 只能运行在 CLI 模式下，所以不要试图通过浏览器进行访问，这样是无效的。不信的可以试试。
我们在命令行下面执行
php server.php
回车。
随后继续回车随便输入点什么都没有效果，感觉当前终端卡住了有木有？
我们平时执行完一个指令，执行完就结束了，但是现在的情况正好相反，当前程序一直处于执行中的状态，并没有退出终端。退出状态一般为当前终端的执行权交给了终端，即可用在终端下进行其他操作。
还记得我们第一步初始化 server 所填写的 ip 和端口吗，也就是说 server 现在正在监听 9501 端口提供服务。
当前终端暂时不动，我们新开一个终端，看看是不是这样。
netstat -an| grep 9501
tcp 0 0 127.0.0.1:9501 0.0.0.0:* LISTEN
发现本地的 9501 端口正在被监听对不对？server 启动好了能干什么呢？常见的网络编程模式都是 client-server 的，也就是说我们还需要模拟一个客户端与之交互。
关于客户端，我们可以先通过 telnet 模拟
上图中上侧是开启的 server 窗口，下侧是我们用 telnet 模拟 client 的结果。
从结果中可以看出，客户端输入 xxx，服务端就会直接返回 Server xxx，这正是我们在 Receive 回调方法中调用 $serv->send 方法发送给客户端的数据。而且在 server 启动的窗口下，也有我们在 connect 回调打印的信息。
在整个过程中，swoole server 提供了类似 web 服务器的功能，监听端口，做出响应。
也可以使用网络调试助手进行简单调试。
此外，swoole 还提供了一套对 socket 客户端的封装，而且啊而且，这个要重点说一下，同步阻塞的 swoole_client 可以用于 php-fpm 或者 apache 环境。
swoole 的大部分模块都只能运行在 CLI 模式下，像我们刚刚在 cli 下启动的 server。但是对于面向 web 的应用怎么办？所以，swoole_client 是我们与服务端交互的一个重要方法，先笔记记下。
下面我们用 swoole_client 来模拟下客户端。TCP 客户端
新建一个 Client.php 文件。
代码如下：
$client = new swoole_client(SWOOLE_SOCK_TCP);
$client->connect("127.0.0.1", 9501) || exit("connect failed. Error: {$client->errCode}\n");
// 向服务端发送数据
$client->send("hello server.");
// 从服务端接收数据
$response = $client->recv();
// 输出接受到的数据
echo $response . PHP_EOL;
// 关闭连接
$client->close();
我们看到，客户端无非就是创建一个 socket 对象，然后指定 ip 和端口，连接 server，随后向 server 发送了一段数据，而后接收 server 的数据并输出，最后关闭连接。
看下模拟结果
注意到无论是 server 还是 client，都是在 CLI下 执行的。
从模拟的结果中我们也可以清晰的看到 client 与 server 交互的整个过程。
但是，相信很多人都会有疑问，尤其是 phper，server 和客户端都这么玩，完全看不到实际应用啊。先慢慢练习吧，我们这才刚打响与 swoole 之间的战役。
server 的关闭，手动执行 Ctrl+C 即退出。
3.2、UDP 服务
$mode = SWOOLE_PROCESS; //默认：多进程的方式
$sock_type = SWOOLE_SOCK_UDP; //默认：TCP
$serv = new swoole_server("0.0.0.0", 9501, $mode, $sock_type);
//监听数据接收事件
$serv->on('packet', function($serv, $data, $fd){
//发送数据到相应的客户端
$serv->sendto($fd['address'], $fd['port'], "Server：$data");
var_dump($fd);
});
$serv->start();
