swoole深入学习——tcp Server和tcp Client

tech2022-08-08 151

这节来学习Swoole最基础的Server和Client。会通过创建一个tcp Server来讲解。

server

<?php class Server { private $serv; public function __construct() { $this->serv = new Swoole\Server('127.0.0.1', 9501); //当启动一个Swoole应用时，一共会创建2 + n + m个进程，2为一个Master进程和一个Manager进程，其中n为Worker进程数。m为TaskWorker进程数。 //默认如果不设置，swoole底层会根据当前机器有多少CPU核数，启动对应数量的Reactor线程和Worker进程。我机器为4核的。Worker为4。TaskWorker为0。 //下面我来设置worker_num = 10。看下启动了多少个进程 $this->serv->set([ 'worker_num' => 10, //'task_worker_num' => 2, 'deamonize' => true, ]); //启动10个work，总共12个进程。 /* Event git:(master) pstree |grep server.php | \-+= 54172 yangyi php server.php #Master进程 | \-+- 54173 yangyi php server.php # Manager 进程 | |--- 54174 yangyi php server.php #Work 进程 | |--- 54175 yangyi php server.php | |--- 54176 yangyi php server.php | |--- 54177 yangyi php server.php | |--- 54178 yangyi php server.php | |--- 54179 yangyi php server.php | |--- 54180 yangyi php server.php | |--- 54181 yangyi php server.php | |--- 54182 yangyi php server.php | \--- 54183 yangyi php server.php * */ //增加新的监控的ip:post:mode $this->serv->addlistener("::1", 9500, SWOOLE_SOCK_TCP); //监听事件 /* * * - onStart * - onShutdown * - onWorkerStart * - onWorkerStop * - onTimer * - onConnect * - onReceive * - onClose * - onTask * - onFinish * - onPipeMessage * - onWorkerError * - onManagerStart * - onManagerStop */ $this->serv->on('Start', array($this, 'onStart')); $this->serv->on('Connect', array($this, 'onConnect')); $this->serv->on('Receive', array($this, 'onReceive')); $this->serv->on('Close', array($this, 'onClose')); //master进程启动后, fork出Manager进程, 然后触发ManagerStart $this->serv->on('ManagerStart', function (\swoole_server $server){ echo "On manager start."; }); //manager进程启动,启动work进程的时候调用 workid表示第几个id, 从0开始。 $this->serv->on('WorkerStart', function($serv, $workerId) { echo $workerId . '---'; }); //当一个work进程死掉后，会触发 $this->serv->on('WorkerStop', function() { echo '--stop'; }); //启动 $this->serv->start(); } //启动server时候会触发。 public function onStart( $serv ) { echo "Start\n"; } //client连接成功后触发。 public function onConnect( $serv, $fd, $from_id ) { $a = $serv->send( $fd, "Hello {$fd}!" ); //var_dump($a); //成功返回true } //接收client发过来的请求 public function onReceive( swoole_server $serv, $fd, $from_id, $data ) { echo "Get Message From Client {$fd}:{$data}\n"; //$serv->send($fd, $data); //关闭该work进程 //$serv->stop(); //宕机 //$serv->shutdown(); //主动关闭客户端连接,也会触发onClose事件 //$serv->close($fd); $serv->send($fd, $data); //$list = $serv->connection_list(); // foreach ($list as $fd) { // $serv->send($fd, $data); // } } } //客户端断开触发 public function onClose( $serv, $fd, $from_id ) { echo "Client {$fd} close connection\n"; } } //输出swoole的版本 echo swoole_version(); // 1.9.0 //输出本机iP var_dump(swoole_get_local_ip()); /** array(1) { 'en4' => string(13) "172.16.71.149" } */ // 启动服务器 $server = new Server();

我们启动服务端server：

$ php server.php 0--start 2--start Start 1--start 3--start 4--start 5--start 6--start manager start. 7--start 9--start 8--start

我们来分析整个server 启动的步骤：

启动php server.php后，当前进程fork出Master进程，然后退出。Master进程启动成功之后，fork出Manager进程，并触发OnManagerStart事件。Manager进程启动成功时候，fork出Worker进程，并触发OnWorkerStart事件。

同步client

server端好了，那么就会需要client端来连接，swoole里面client分为同步和异步，先来一个同步clent客户端。

<?php // sync 同步客户端 class client { private $client; public function __construct() { $this->client = new Swoole\Client(SWOOLE_SOCK_TCP | SWOOLE_KEEP); $this->client->connect('127.0.0.1', 9501, 1); } public function connect() { //fwrite(STDOUT, "请输入消息："); //$msg = trim(fgets(STDIN)); $msg = rand(1,12); //发送给消息到服务端 $this->client->send( $msg ); //接受服务端发来的信息 $message = $this->client->recv(); echo "Get Message From Server:{$message}\n"; //关闭客户端 $this->client->close(); } } $client = new Client(); $client->connect();

同步client是同步阻塞的。一整套connect->send()->rev()->close()是同步进行的。

所以，如果是大量的循环数据，就不适合同步client了：

比如下面：

<?php // sync 同步客户端 class client { private $client; public function __construct() { var_dump(swoole_get_local_ip()); $this->client = new Swoole\Client(SWOOLE_SOCK_TCP | SWOOLE_KEEP); $this->client->connect('127.0.0.1', 9501, 1); $i = 0; while ($i < 100) { $this->client->send($i."\n"); $message = $this->client->recv(); echo "Get Message From Server:{$message}\n"; $i++; } } } $client = new Client();

打印的结果就是顺序执行。要是想要异步了。

异步client

<?php //异步客户端 $client = new Swoole\Client(SWOOLE_SOCK_TCP, SWOOLE_SOCK_ASYNC); $client->on("connect", function($cli) { var_dump($cli->isConnected()); // true var_dump($cli->getsockname()); //['port' => 57305, 'host'=> '127.0.0.1'] var_dump($cli->sock); // 5 $i = 0; while ($i < 100) { $cli->send($i."\n"); $i++; } //关闭 //$cli->close(); }); $client->on("receive", function($cli, $data){ echo "Receive: $data"; }); $client->on("error", function(swoole_client $cli){ echo "error\n" . $cli->errCode; }); $client->on("close", function(swoole_client $cli){ echo "Connection close\n"; }); $client->connect('127.0.0.1', 9501);

这样就是一个异步的client了，处理更快，但是只支持php的cli模式。

server与client交互

总结一下client与server的连接过程：

Client主动Connect的时候，Client实际上是与Master进程中的某个Reactor线程发生了连接。当TCP的三次握手成功了以后，由这个Reactor线程将连接成功的消息告诉Manager进程，再由Manager进程转交给Worker进程。在这个Worker进程中触发了OnConnect的方法。当Client向Server发送了一个数据包的时候，首先收到数据包的是Reactor线程，同时Reactor线程会完成组包，再将组好的包交给Manager进程，由Manager进程转交给Worker。此时Worker进程触发OnReceive事件。如果在Worker进程中做了什么处理，然后再用Send方法将数据发回给客户端时，数据则会沿着这个路径逆流而上。

关于上面说到的几个进程，解释下：

Master进程是一个多线程进程，其中有一组非常重要的线程，叫做Reactor线程（组），每当一个客户端连接上服务器的时候，都会由Master进程从已有的Reactor线程中，根据一定规则挑选一个，专门负责向这个客户端提供维持链接、处理网络IO与收发数据等服务。

而Manager进程，某种意义上可以看做一个代理层，它本身并不直接处理业务，其主要工作是将Master进程中收到的数据转交给Worker进程，或者将Worker进程中希望发给客户端的数据转交给Master进程进行发送。另外，Manager进程还负责监控Worker进程，如果Worker进程因为某些意外挂了，Manager进程会重新拉起新的Worker进程，有点像Supervisor的工作。

Worker进程了，顾名思义，Worker进程其实就是处理各种业务工作的进程，Manager将数据包转交给Worker进程，然后Worker进程进行具体的处理，并根据实际情况将结果反馈给客户端。

task_worker

在swoole中work进程分为EventWorker和TaskWorker，对应的配置文件设置为：

$this->serv->set([ 'worker_num' => 10, #EventWorker 'task_worker_num' => 2, #TaskWorker 'deamonize' => true, ]);

worker是基于event触发，而task则是manager直接生成的子进程。那么他们有什么区别呢？

共同点是：他们都是最底层负责处理业务的进程。

Swoole的业务逻辑部分是同步阻塞运行的，如果遇到一些耗时较大的操作，例如访问数据库、广播消息等，就会影响服务器的响应速度。因此Swoole提供了Task功能，将这些耗时操作放到另外的进程去处理，当前woker进程继续执行后面的逻辑。运行Task,需要在swoole服务中配置参数task_worker_num,即可开启task功能。此外，必须给swoole_server绑定两个回调函数：onTask和onFinish。这两个回调函数分别用于执行Task任务和处理Task任务的返回结果。

先来写一个demo，来如何用 taskWoker来处理业务。

taskServer.php

<?php /** * Created by PhpStorm. * User: yangyi * Date: 2016/12/7 * Time: 16:16 */ class taskServer { private $serv; /** * [__construct description] * 构造方法中,初始化 $serv 服务 */ public function __construct() { $this->serv = new Swoole\Server('0.0.0.0', 9501); //初始化swoole服务 $this->serv->set(array( 'worker_num' => 8, 'daemonize' => false, //是否作为守护进程,此配置一般配合log_file使用 'max_request' => 1000, 'log_file' => './swoole.log', 'task_worker_num' => 8 )); //设置监听 $this->serv->on('Start', array($this, 'onStart')); $this->serv->on('Connect', array($this, 'onConnect')); $this->serv->on("Receive", array($this, 'onReceive')); $this->serv->on("Close", array($this, 'onClose')); $this->serv->on("Task", array($this, 'onTask')); $this->serv->on("Finish", array($this, 'onFinish')); //开启 $this->serv->start(); } public function onStart($serv) { echo SWOOLE_VERSION . " onStart\n"; } public function onConnect($serv, $fd) { echo $fd."Client Connect.\n"; } public function onReceive($serv, $fd, $from_id, $data) { echo "Get Message From Client {$fd}:{$data}\n"; // send a task to task worker. $param = array( 'fd' => $fd ); // start a task $serv->task(json_encode($param)); echo "Continue Handle Worker\n"; } public function onClose($serv, $fd) { echo "Client Close.\n"; } public function onTask($serv, $task_id, $from_id, $data) { echo "This Task {$task_id} from Worker {$from_id}\n"; echo "Data: {$data}\n"; for($i = 0 ; $i < 200 ; $i ++ ) { sleep(1); echo "Task {$task_id} Handle {$i} times...\n"; } $fd = json_decode($data, true); $serv->send($fd['fd'] , "Data in Task {$task_id}"); return "Task {$task_id}'s result"; } public function onFinish($serv,$task_id, $data) { echo "Task {$task_id} finish\n"; echo "Result: {$data}\n"; } } $server = new taskServer();

taskClient.php 异步的客户端

<?php /** * Created by PhpStorm. * User: yangyi * Date: 2016/12/7 * Time: 16:18 */ class taskClient { private $client; public function __construct() { $this->client = new Swoole\Client(SWOOLE_SOCK_TCP, SWOOLE_SOCK_ASYNC); $this->client->on('Connect', array($this, 'onConnect')); $this->client->on('Receive', array($this, 'onReceive')); $this->client->on('Close', array($this, 'onClose')); $this->client->on('Error', array($this, 'onError')); } public function connect() { if(!$fp = $this->client->connect("127.0.0.1", 9501 , 1)) { echo "Error: {$fp->errMsg}[{$fp->errCode}]\n"; return; } } //connect之后,会调用onConnect方法 public function onConnect($cli) { fwrite(STDOUT, "Enter Msg:"); swoole_event_add(STDIN,function(){ fwrite(STDOUT, "Enter Msg:"); $msg = trim(fgets(STDIN)); $this->send($msg); }); } public function onClose($cli) { echo "Client close connection\n"; } public function onError() { } public function onReceive($cli, $data) { echo "Received: ".$data."\n"; } public function send($data) { $this->client->send($data); } public function isConnected($cli) { return $this->client->isConnected(); } } $client = new taskClient(); $client->connect();

运行一下：

php taskServer.php php taskClient.php

服务端打印：

$ php task_server.php 1.9.0 onStart 1Client Connect. Get Message From Client 1:12345 Continue Handle Worker This Task 0 from Worker 3 Data: {"fd":1} Task 0 Handle 0 times... Task 0 Handle 1 times... Task 0 finish Result: Task 0's result

客户端打印：

$ php task_client.php Enter Msg:12345 Enter Msg:Received: Data in Task 0

这里面有几点需要注意：

运行Task,必须要在swoole服务中配置参数task_worker_num,此外，必须给swoole_server绑定两个回调函数：onTask和onFinish。 onTash 要return 数据 onFinish 会接收到onTash的数据，标记成完成。 swoole_event_add 把输入绑定成事件，这个后续将，这样client就可以连续的多次输入。

swoole的架构

上面说了这么，图表总结一下swoole结构：

swoole采用多线程Reactor+多进程Worker

swoole的处理连接流程图如下：

当请求到达时,swoole是这样处理的：

因为reactor基于epoll，所以每个reactor可以处理无数个连接请求。如此，swoole就轻松的处理了高并发。

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