php5.5一個比較好的新功能是實現(xiàn)對生成器和協(xié)同程序的支持。對于生成器，php的文檔和各種其他的博客文章（就像這一個或這一個）已經(jīng)有了非常詳細的講解。協(xié)同程序相對受到的關(guān)注就少了，所以協(xié)同程序雖然有很強大的功能但也很難被知曉，解釋起來也比較困難。

這篇文章指導(dǎo)你通過使用協(xié)同程序來實施任務(wù)調(diào)度，通過實例實現(xiàn)對技術(shù)的理解。我將在前三節(jié)做一個簡單的背景介紹。如果你已經(jīng)有了比較好的基礎(chǔ)，可以直接跳到“協(xié)同多任務(wù)處理”一節(jié)。

生成器

生成器最基本的思想也是一個函數(shù)，這個函數(shù)的返回值是依次輸出，而不是只返回一個單獨的值。或者，換句話說，生成器使你更方便的實現(xiàn)了迭代器接口。下面通過實現(xiàn)一個xrange函數(shù)來簡單說明：

復(fù)制代碼 代碼如下:
<?php
function xrange($start, $end, $step = 1) {
    for ($i = $start; $i <= $end; $i += $step) {
        yield $i;
    }
}

foreach (xrange(1, 1000000) as $num) {
    echo $num, "/n";
}

上面這個xrange（）函數(shù)提供了和php的內(nèi)建函數(shù)range()一樣的功能。但是不同的是range()函數(shù)返回的是一個包含屬組值從1到100萬的數(shù)組（注：請查看手冊）。而xrange（）函數(shù)返回的是依次輸出這些值的一個迭代器，而且并不會真正以數(shù)組形式計算。

這種方法的優(yōu)點是顯而易見的。它可以讓你在處理大數(shù)據(jù)集合的時候不用一次性的加載到內(nèi)存中。甚至你可以處理無限大的數(shù)據(jù)流。

當(dāng)然，也可以不同通過生成器來實現(xiàn)這個功能，而是可以通過繼承Iterator接口實現(xiàn)。通過使用生成器實現(xiàn)起來會更方便，而不用再去實現(xiàn)iterator接口中的5個方法了。

生成器為可中斷的函數(shù)
要從生成器認識協(xié)同程序，理解它們內(nèi)部是如何工作的非常重要：生成器是可中斷的函數(shù)，在它里面，yield構(gòu)成了中斷點。 

緊接著上面的例子，如果你調(diào)用xrange(1,1000000)的話，xrange()函數(shù)里代碼沒有真正地運行。相反，php只是返回了一個實現(xiàn)了迭代器接口的 生成器類實例： 

復(fù)制代碼 代碼如下:
<?php
$range = xrange(1, 1000000);
var_dump($range); // object(Generator)#1
var_dump($range instanceof Iterator); // bool(true)

你對某個對象調(diào)用迭代器方法一次，其中的代碼運行一次。例如，如果你調(diào)用$range->rewind(),那么xrange()里的代碼運行到控制流 第一次出現(xiàn)yield的地方。在這種情況下，這就意味著當(dāng)$i=$start時yield $i才運行。傳遞給yield語句的值是使用$range->current()獲取的。

 為了繼續(xù)執(zhí)行生成器中的代碼，你必須調(diào)用$range->next()方法。這將再次啟動生成器，直到y(tǒng)ield語句出現(xiàn)。因此，連續(xù)調(diào)用next()和current()方法 你將能從生成器里獲得所有的值，直到某個點沒有再出現(xiàn)yield語句。對xrange()來說，這種情形出現(xiàn)在$i超過$end時。在這中情況下， 控制流將到達函數(shù)的終點，因此將不執(zhí)行任何代碼。一旦這種情況發(fā)生，vaild()方法將返回假，這時迭代結(jié)束。

協(xié)程

協(xié)程給上面功能添加的主要東西是回送數(shù)據(jù)給生成器的能力。這將把生成器到調(diào)用者的單向通信轉(zhuǎn)變?yōu)閮烧咧g的雙向通信。
通過調(diào)用生成器的send()方法而不是其next()方法傳遞數(shù)據(jù)給協(xié)程。下面的logger()協(xié)程是這種通信如何運行的例子： 

復(fù)制代碼 代碼如下:
<?php

function logger($fileName) {
    $fileHandle = fopen($fileName, 'a');
    while (true) {
        fwrite($fileHandle, yield . "/n");
    }
}

$logger = logger(__DIR__ . '/log');
$logger->send('Foo');
$logger->send('Bar')

正如你能看到，這兒yield沒有作為一個語句來使用，而是用作一個表達式。即它有一個返回值。yield的返回值是傳遞給send()方法的值。 在這個例子里，yield將首先返回"Foo",然后返回"Bar"。

上面的例子里yield僅作為接收者。混合兩種用法是可能的，即既可接收也可發(fā)送。接收和發(fā)送通信如何進行的例子如下：

復(fù)制代碼 代碼如下:
<?php

function gen() {
    $ret = (yield 'yield1');
    var_dump($ret);
    $ret = (yield 'yield2');
    var_dump($ret);
}

$gen = gen();
var_dump($gen->current());    // string(6) "yield1"
var_dump($gen->send('ret1')); // string(4) "ret1"   (the first var_dump in gen)
                              // string(6) "yield2" (the var_dump of the ->send() return value)
var_dump($gen->send('ret2')); // string(4) "ret2"   (again from within gen)
                              // NULL               (the return value of ->send())

馬上理解輸出的精確順序有點困難，因此確定你知道為什按照這種方式輸出。我愿意特別指出的有兩點：第一點，yield表達式兩邊使用 圓括號不是偶然。由于技術(shù)原因（雖然我已經(jīng)考慮為賦值增加一個異常，就像Python那樣），圓括號是必須的。第二點，你可能已經(jīng)注意到 調(diào)用current()之前沒有調(diào)用rewind()。如果是這么做的，那么已經(jīng)隱含地執(zhí)行了rewind操作。 

多任務(wù)協(xié)作

如果閱讀了上面的logger()例子，那么你認為“為了雙向通信我為什么要使用協(xié)程呢？ 為什么我不能只用常見的類呢？”，你這么問完全正確。上面的例子演示了基本用法，然而上下文中沒有真正的展示出使用協(xié)程的優(yōu)點。這就是列舉許多協(xié)程例子的理由。正如上面介紹里提到的，協(xié)程是非常強大的概念，不過這樣的應(yīng)用很稀少而且常常十分復(fù)雜。給出一些簡單而真實的例子很難。

在這篇文章里，我決定去做的是使用協(xié)程實現(xiàn)多任務(wù)協(xié)作。我們盡力解決的問題是你想并發(fā)地運行多任務(wù)(或者“程序”）。不過處理器在一個時刻只能運行一個任務(wù)（這篇文章的目標是不考慮多核的）。因此處理器需要在不同的任務(wù)之間進行切換，而且總是讓每個任務(wù)運行 “一小會兒”。 

多任務(wù)協(xié)作這個術(shù)語中的“協(xié)作”說明了如何進行這種切換的：它要求當(dāng)前正在運行的任務(wù)自動把控制傳回給調(diào)度器，這樣它就可以運行其他任務(wù)了。這與“搶占”多任務(wù)相反，搶占多任務(wù)是這樣的：調(diào)度器可以中斷運行了一段時間的任務(wù)，不管它喜歡還是不喜歡。協(xié)作多任務(wù)在Windows的早期版本（windows95)和Mac OS中有使用，不過它們后來都切換到使用搶先多任務(wù)了。理由相當(dāng)明確：如果你依靠程序自動傳回 控制的話，那么壞行為的軟件將很容易為自身占用整個CPU，不與其他任務(wù)共享。 

這個時候你應(yīng)當(dāng)明白協(xié)程和任務(wù)調(diào)度之間的聯(lián)系：yield指令提供了任務(wù)中斷自身的一種方法，然后把控制傳遞給調(diào)度器。因此協(xié)程可以運行多個其他任務(wù)。更進一步來說，yield可以用來在任務(wù)和調(diào)度器之間進行通信。

我們的目的是 對 “任務(wù)”用更輕量級的包裝的協(xié)程函數(shù):

復(fù)制代碼 代碼如下:
<?php

class Task {
    protected $taskId;
    protected $coroutine;
    protected $sendValue = null;
    protected $beforeFirstYield = true;

    public function __construct($taskId, Generator $coroutine) {
        $this->taskId = $taskId;
        $this->coroutine = $coroutine;
    }

    public function getTaskId() {
        return $this->taskId;
    }

    public function setSendValue($sendValue) {
        $this->sendValue = $sendValue;
    }

    public function run() {
        if ($this->beforeFirstYield) {
            $this->beforeFirstYield = false;
            return $this->coroutine->current();
        } else {
            $retval = $this->coroutine->send($this->sendValue);
            $this->sendValue = null;
            return $retval;
        }
    }

    public function isFinished() {
        return !$this->coroutine->valid();
    }
}

一個任務(wù)是用 任務(wù)ID標記一個協(xié)程。使用setSendValue()方法，你可以指定哪些值將被發(fā)送到下次的恢復(fù)（在之后你會了解到我們需要這個）。 run()函數(shù)確實沒有做什么，除了調(diào)用send()方法的協(xié)同程序。要理解為什么添加beforeFirstYieldflag，需要考慮下面的代碼片段：

復(fù)制代碼 代碼如下:
<?php

function gen() {
    yield 'foo';
    yield 'bar';
}

$gen = gen();
var_dump($gen->send('something'));

// As the send() happens before the first yield there is an implicit rewind() call,
// so what really happens is this:
$gen->rewind();
var_dump($gen->send('something'));

// The rewind() will advance to the first yield (and ignore its value), the send() will
// advance to the second yield (and dump its value). Thus we loose the first yielded value!

通過添加 beforeFirstYieldcondition 我們可以確定 first yield 的值 被返回。 

調(diào)度器現(xiàn)在不得不比多任務(wù)循環(huán)要做稍微多點了，然后才運行多任務(wù)：

復(fù)制代碼 代碼如下:
<?php

class Scheduler {
    protected $maxTaskId = 0;
    protected $taskMap = []; // taskId => task
    protected $taskQueue;

    public function __construct() {
        $this->taskQueue = new SplQueue();
    }

    public function newTask(Generator $coroutine) {
        $tid = ++$this->maxTaskId;
        $task = new Task($tid, $coroutine);
        $this->taskMap[$tid] = $task;
        $this->schedule($task);
        return $tid;
    }

    public function schedule(Task $task) {
        $this->taskQueue->enqueue($task);
    }

    public function run() {
        while (!$this->taskQueue->isEmpty()) {
            $task = $this->taskQueue->dequeue();
            $task->run();

            if ($task->isFinished()) {
                unset($this->taskMap[$task->getTaskId()]);
            } else {
                $this->schedule($task);
            }
        }
    }
}

 newTask()方法（使用下一個空閑的任務(wù)id）創(chuàng)建一個新任務(wù)，然后把這個任務(wù)放入任務(wù)映射數(shù)組里。接著它通過把任務(wù)放入任務(wù)隊列里來實現(xiàn)對任務(wù)的調(diào)度。接著run()方法掃描任務(wù)隊列，運行任務(wù)。如果一個任務(wù)結(jié)束了，那么它將從隊列里刪除，否則它將在隊列的末尾再次被調(diào)度。
 讓我們看看下面具有兩個簡單（并且沒有什么意義）任務(wù)的調(diào)度器： 

復(fù)制代碼 代碼如下:
<?php

function task1() {
    for ($i = 1; $i <= 10; ++$i) {
        echo "This is task 1 iteration $i./n";
        yield;
    }
}

function task2() {
    for ($i = 1; $i <= 5; ++$i) {
        echo "This is task 2 iteration $i./n";
        yield;
    }
}

$scheduler = new Scheduler;

$scheduler->newTask(task1());
$scheduler->newTask(task2());

$scheduler->run();

 兩個任務(wù)都僅僅回顯一條信息，然后使用yield把控制回傳給調(diào)度器。輸出結(jié)果如下：

 復(fù)制代碼 代碼如下:
 This is task 1 iteration 1.
This is task 2 iteration 1.
This is task 1 iteration 2.
This is task 2 iteration 2.
This is task 1 iteration 3.
This is task 2 iteration 3.
This is task 1 iteration 4.
This is task 2 iteration 4.
This is task 1 iteration 5.
This is task 2 iteration 5.
This is task 1 iteration 6.
This is task 1 iteration 7.
This is task 1 iteration 8.
This is task 1 iteration 9.
This is task 1 iteration 10.
 

輸出確實如我們所期望的：對前五個迭代來說，兩個任務(wù)是交替運行的，接著第二個任務(wù)結(jié)束后，只有第一個任務(wù)繼續(xù)運行。  

與調(diào)度器之間通信

既然調(diào)度器已經(jīng)運行了，那么我們就轉(zhuǎn)向日程表的下一項：任務(wù)和調(diào)度器之間的通信。我們將使用進程用來和操作系統(tǒng)會話的同樣的方式來通信：系統(tǒng)調(diào)用。我們需要系統(tǒng)調(diào)用的理由是操作系統(tǒng)與進程相比它處在不同的權(quán)限級別上。因此為了執(zhí)行特權(quán)級別的操作（如殺死另一個進程），就不得不以某種方式把控制傳回給內(nèi)核，這樣內(nèi)核就可以執(zhí)行所說的操作了。再說一遍，這種行為在內(nèi)部是通過使用中斷指令來實現(xiàn)的。過去使用的是通用的int指令，如今使用的是更特殊并且更快速的syscall/sysenter指令。

我們的任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)將反映這種設(shè)計：不是簡單地把調(diào)度器傳遞給任務(wù)（這樣久允許它做它想做的任何事），我們將通過給yield表達式傳遞信息來與系統(tǒng)調(diào)用通信。這兒yield即是中斷，也是傳遞信息給調(diào)度器（和從調(diào)度器傳遞出信息）的方法。 

為了說明系統(tǒng)調(diào)用，我將對可調(diào)用的系統(tǒng)調(diào)用做一個小小的封裝：

復(fù)制代碼 代碼如下:
<?php

class SystemCall {
    protected $callback;

    public function __construct(callable $callback) {
        $this->callback = $callback;
    }

    public function __invoke(Task $task, Scheduler $scheduler) {
        $callback = $this->callback; // Can't call it directly in php :/
        return $callback($task, $scheduler);
    }
}

它將像其他任何可調(diào)用那樣(使用_invoke)運行，不過它要求調(diào)度器把正在調(diào)用的任務(wù)和自身傳遞給這個函數(shù)。為了解決這個問題 我們不得不微微的修改調(diào)度器的run方法：

復(fù)制代碼 代碼如下:
<?php
public function run() {
    while (!$this->taskQueue->isEmpty()) {
        $task = $this->taskQueue->dequeue();
        $retval = $task->run();

        if ($retval instanceof SystemCall) {
            $retval($task, $this);
            continue;
        }

        if ($task->isFinished()) {
            unset($this->taskMap[$task->getTaskId()]);
        } else {
            $this->schedule($task);
        }
    }
}

第一個系統(tǒng)調(diào)用除了返回任務(wù)ID外什么都沒有做：

復(fù)制代碼 代碼如下:
<?php
function getTaskId() {
    return new SystemCall(function(Task $task, Scheduler $scheduler) {
        $task->setSendValue($task->getTaskId());
        $scheduler->schedule($task);
    });
}

這個函數(shù)確實設(shè)置任務(wù)id為下一次發(fā)送的值，并再次調(diào)度了這個任務(wù)。由于使用了系統(tǒng)調(diào)用，所以調(diào)度器不能自動調(diào)用任務(wù)，我們需要手工調(diào)度任務(wù)（稍后你將明白為什么這么做）。要使用這個新的系統(tǒng)調(diào)用的話，我們要重新編寫以前的例子：

復(fù)制代碼 代碼如下:
<?php

function task($max) {
    $tid = (yield getTaskId()); // <-- here's the syscall!
    for ($i = 1; $i <= $max; ++$i) {
        echo "This is task $tid iteration $i./n";
        yield;
    }
}

$scheduler = new Scheduler;

$scheduler->newTask(task(10));
$scheduler->newTask(task(5));

$scheduler->run();

這段代碼將給出與前一個例子相同的輸出。注意系統(tǒng)調(diào)用同其他任何調(diào)用一樣正常地運行，不過預(yù)先增加了yield。要創(chuàng)建新的任務(wù)，然后再殺死它們的話，需要兩個以上的系統(tǒng)調(diào)用：  
復(fù)制代碼 代碼如下:
<?php

function newTask(Generator $coroutine) {
    return new SystemCall(
        function(Task $task, Scheduler $scheduler) use ($coroutine) {
            $task->setSendValue($scheduler->newTask($coroutine));
            $scheduler->schedule($task);
        }
    );
}

function killTask($tid) {
    return new SystemCall(
        function(Task $task, Scheduler $scheduler) use ($tid) {
            $task->setSendValue($scheduler->killTask($tid));
            $scheduler->schedule($task);
        }
    );
}

killTask函數(shù)需要在調(diào)度器里增加一個方法：

復(fù)制代碼 代碼如下:
<?php

public function killTask($tid) {
    if (!isset($this->taskMap[$tid])) {
        return false;
    }

    unset($this->taskMap[$tid]);

    // This is a bit ugly and could be optimized so it does not have to walk the queue,
    // but assuming that killing tasks is rather rare I won't bother with it now
    foreach ($this->taskQueue as $i => $task) {
        if ($task->getTaskId() === $tid) {
            unset($this->taskQueue[$i]);
            break;
        }
    }

    return true;
}

php技術(shù)：PHP中使用協(xié)同程序?qū)崿F(xiàn)合作多任務(wù)第1/2頁，轉(zhuǎn)載需保留來源！

鄭重聲明：本文版權(quán)歸原作者所有，轉(zhuǎn)載文章僅為傳播更多信息之目的，如作者信息標記有誤，請第一時間聯(lián)系我們修改或刪除，多謝。