谈协程与Swoole框架的相关应用

1. 协程介绍

1.1 什么是协程

          协程(Coroutine)也叫用户态线程，其通过协作而不是抢占来进行切换。相对于进程或者线程，协程所有的操作都可以在用户态完成，创建和切换的消耗更低。协程是进程的补充，或者是互补关系。

         要理解是什么是“用户态的线程”，必然就要先理解什么是“内核态的线程”。 内核态的线程是由操作系统来进行调度的，在切换线程上下文时，要先保存上一个线程的上下文，然后执行下一个线程，当条件满足时，切换回上一个线程，并恢复上下文。 协程也是如此，只不过，用户态的线程不是由操作系统来调度的，而是由程序员来调度的，就是所谓的用户态的线程。

         通俗的说，协程就是一段段协作方式执行的程序，协作来完成一件事，协作就是协同作业。我们知道团队协同来做事，比个人单独来做事，效率肯定要高，因为团队协同可以发挥各成员的能动性、优势互补。这是拿人来比喻。我们拿做事来比喻举个例子：比如我们做饭，比如有以下环节洗菜、切菜、烧水、炒菜、煮米饭，人作为主体来操作，那么如果按部就班的做，先烧水，再洗菜，在切菜，再炒菜，再煮饭，那这顿饭要做很长时间比如总共30分钟吧，如果我们通过协同方式，先烧水，放灶火上就可以做其他洗菜、切菜的准备，再煮米饭，然后再来洗菜、切菜，再查看煮米饭，再炒菜，...，如此循环往复切换，最后水烧好，米饭也煮好了，菜也炒好了，饭也OK了，这样我们耗时可能只有10-15分钟，看到了吗，这就是生活中的“协程”，由人来合理调度安排不同的环节，充分利用各种不同的资源和时间，来达到提高效率。协程是计算机程序，调用的则是不同的程序，处理者主要由CPU完成，处理对象是各种IO资源，处理的方式是不同的语言编写的程序。我们知道，CPU可以调度不同的程序，让程序调用不同的IO资源，最初的进程是通过CPU频繁的切换来完成调用程序的，是操作系统按一定算法分配的时间片抢占被动方式来切换的，未考虑程序实际执行状况，这样切换程序会带来一定问题，而协程作为一种新的工作模式，可以让程序协作方式来执行，在需要使用CPU时，交给程序处理，遇到耗时的IO资源操作时会让出CPU，交给处理其他程序，这样互相协作来执行，而不是抢占式的，就像交通规则，大家都遵守按一定规则礼让先行，不随便抢道，协同方式，程序都会执行的良好。

         Swoole框架主要由韩天峰为主的团队开发的，现在最新版本是4.3.x，框架中大量使用到协程，宣称是“全新PHP编程模式，全新的协程编程模式”，“Swoole的内置协程未来可能会颠覆现代软件的开发模式”，可见对Swoole的协程评价之高。Swoole可以为每一个请求创建对应的协程，根据IO的状态来合理的调度协程，线程和进程的调度是由操作系统来调控， 而协程的调度由用户自己调控。