PHP物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)利器之Actor并發(fā)模型

ixlei 發(fā)布于2019-07-01 13:56 / 2487人閱讀

摘要：然而盡管如此，很多人可能都沒(méi)有思考過(guò)，如何優(yōu)雅的寫出自己的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器。

PHP不適合做物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)端嗎？

在傳統(tǒng)的思維中，經(jīng)常會(huì)有人告訴你，php不適合用來(lái)做物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)端，讓你換java,node,go等其他語(yǔ)言，是的，沒(méi)錯(cuò)傳統(tǒng)意義上的php，確實(shí)很難做物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器，因?yàn)樗鼘?shí)在太蹩腳了，當(dāng)然，這也不是意味著徹底就不能做。舉個(gè)例子，當(dāng)你想實(shí)現(xiàn)一個(gè)TCP服務(wù)器的時(shí)候，你可能需要寫出原理大約如下的代碼：

for ($i = 0;$i <= 1;$i++){
    $pid = pcntl_fork();
    if($pid){
        if($i == 0){
            $server = stream_socket_server("tcp://127.0.0.1:9501", $errno, $errstr, STREAM_SERVER_BIND);
        }else if($i == 1){
            $tickTime = time()+3600;
            while (1){
                usleep(1);
                if($tickTime == time()){
                    //do my tick func
                }
            }
        }
    }
}

以上代碼的意義等于在一個(gè)進(jìn)程中創(chuàng)建一個(gè)TCP 服務(wù)端，另外一個(gè)進(jìn)程中死循環(huán)來(lái)做時(shí)間檢測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)定時(shí)器邏輯。這樣看起來(lái)，確實(shí)很蹩腳，而且對(duì)于編程基礎(chǔ)普遍比較薄弱的PHPer來(lái)說(shuō)，這真的很難維護(hù)。當(dāng)然這個(gè)時(shí)候，就會(huì)有人說(shuō)，這不是還有Workerman嗎，是的，確實(shí)還有Workerman，Workerman就是高度封裝了上述代碼原理，幫助你專心于實(shí)現(xiàn)代碼邏輯的一個(gè)PHP多進(jìn)程框架，因此說(shuō)PHP不時(shí)候做物聯(lián)網(wǎng)，其實(shí)這是謬論。當(dāng)然這個(gè)時(shí)候可能又會(huì)有人說(shuō)，go語(yǔ)言有協(xié)程，你用Workerman當(dāng)出現(xiàn)阻塞數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào)用的時(shí)候，那效率就非常的差，很難出現(xiàn)高并發(fā)，這么說(shuō)沒(méi)錯(cuò)，但是實(shí)際上，我們可以盡可能的用多進(jìn)程去彌補(bǔ)這個(gè)不足，也就是堆機(jī)器。當(dāng)然，如果你真的想錙銖必較，沒(méi)關(guān)系，這個(gè)時(shí)候我們就可以拿出我們的殺器，那就是Swoole4.x的協(xié)程。

Swoole做TCP服務(wù)器

舉個(gè)例子，如下代碼：

$server = new swoole_server("127.0.0.1", 9501);
$server->on("workerstart",function ($ser,$workerId){
    if($workerId == 0){
        swoole_timer_tick(1000,function (){
            
        });
    }
});
$server->on("connect", function ($server, $fd){
    echo "connection open: {$fd}
";
});
$server->on("receive", function ($server, $fd, $reactor_id, $data) {
    $server->send($fd, "Swoole: {$data}");
    $server->close($fd);
});
$server->on("close", function ($server, $fd) {
    echo "connection close: {$fd}
";
});
$server->start();

我們就可以很快的創(chuàng)建出一個(gè)多進(jìn)程的協(xié)程TCP服務(wù)器，而且在各個(gè)回調(diào)函數(shù)內(nèi)，均自動(dòng)創(chuàng)建協(xié)程環(huán)境，我們可以在協(xié)程回調(diào)內(nèi)，去調(diào)用協(xié)程的數(shù)據(jù)庫(kù)API，這樣就避免了因?yàn)樽枞麛?shù)據(jù)庫(kù)調(diào)用而導(dǎo)致無(wú)法處理其他客戶端請(qǐng)求的問(wèn)題。然而盡管如此，很多人可能都沒(méi)有思考過(guò)，如何優(yōu)雅的寫出自己的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器。舉個(gè)例子，我們常見(jiàn)的互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備管理服務(wù)中，大約可能出現(xiàn)如下代碼：

swoole_timer_tick(5000,function (){
    $deviceList = $db->getAll();
    foreach ($deviceList as $device){
        //do your check
        /*
         * 例如設(shè)備狀態(tài)處于1，那么需要處理流程1
         * 例如設(shè)備狀態(tài)處于2，那么需要處理流程2
         * 例如設(shè)備狀態(tài)處于3，那么需要處理流程3
         */
    }
});

定時(shí)遍歷檢查設(shè)備狀態(tài)以及廣播
這樣乍一看好像無(wú)傷大雅，但是當(dāng)出現(xiàn)多種設(shè)備，且每種設(shè)備邏輯都不一致的時(shí)候，那么這樣的編寫模式就很容易寫出一大坨代碼出來(lái)，而且在協(xié)程下，如果不注意變量訪問(wèn)安全與協(xié)程上下文隔離，那么就很容易出現(xiàn)bug，導(dǎo)致很難維護(hù)。

Actor模型

什么是Actor，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，Actor就是一種高度抽象化的并發(fā)模型，每個(gè)Actor實(shí)例的內(nèi)存空間都是互相隔離的，用于降低用戶編程與維護(hù)難度。關(guān)于Swoole4.x如何實(shí)現(xiàn)協(xié)程版本的Actor，我們之前已經(jīng)在文章 https://segmentfault.com/a/11... 中講解了如何用Swoole實(shí)現(xiàn)協(xié)程的原理。

Actor模型庫(kù)實(shí)戰(zhàn)

我們依舊用easyswoole/actor庫(kù)來(lái)講解，例如，我們有一種型號(hào)的設(shè)備，那么我們可以定義一個(gè)設(shè)備Actor，并把該設(shè)備的全部邏輯，寫在該actor模型內(nèi)，例子代碼如下：

namespace AppDevice;


use EasySwooleActorAbstractActor;
use EasySwooleActorActorConfig;
use EasySwooleEasySwooleLogger;
use EasySwooleEasySwooleServerManager;
use EasySwooleEasySwooleTrigger;

class DeviceActor extends AbstractActor
{
    private $fd;
    private $deviceId;
    private $lastHeartBeat;
    public static function configure(ActorConfig $actorConfig)
    {
       $actorConfig->setActorName("Device");
    }

    protected function onStart()
    {
        $this->lastHeartBeat = time();
        /*
         * 該參數(shù)是創(chuàng)建的時(shí)候傳遞的
         */
        $this->fd = $this->getArg()["fd"];
        $this->deviceId = $this->getArg()["deviceId"];
        //記錄到table manager中
        DeviceManager::addDevice(new DeviceBean([
            "deviceId"=>$this->deviceId,
            "actorId"=>$this->actorId(),
            "fd"=>$this->fd
        ]));
        //推送消息
        ServerManager::getInstance()->getSwooleServer()->push($this->fd,"connect to server success,your actorId is {$this->actorId()}");
        //創(chuàng)建一個(gè)定時(shí)器，如果一個(gè)設(shè)備20s沒(méi)有收到消息，自動(dòng)下線
        $this->tick(20*2000,function (){
            if(time() - $this->lastHeartBeat > 20){
                $this->exit(-1);
            }
        });
    }

    protected function onMessage($msg)
    {
        if($msg instanceof Command){
            switch ($msg->getCommand()){
                case $msg::RECONNECT:{
                    DeviceManager::updateDeviceInfo($this->deviceId,[
                        "fd"=>$msg->getArg()
                    ]);
                    $this->fd = $msg->getArg();
                    Logger::getInstance()->console("deviceId {$this->deviceId}  at actorId {$this->actorId()} reconnect success");
                    ServerManager::getInstance()->getSwooleServer()->push($this->fd,"deviceId {$this->deviceId}  at actorId {$this->actorId()} reconnect success");
                    break;
                }
                case $msg::WS_MSG:{
                    $recv = $msg->getArg();
                    Logger::getInstance()->console("deviceId {$this->deviceId}  at actorId {$this->actorId()} recv ws msg: {$recv}");
                    ServerManager::getInstance()->getSwooleServer()->push($this->fd,"actor recv msg for hash ".md5($recv));
                    break;
                }
                case $msg::REPLY_MSG:{
                    $recv = $msg->getArg();
                    Logger::getInstance()->console("deviceId {$this->deviceId}  at actorId {$this->actorId()} recv reply msg: {$recv}");
                    ServerManager::getInstance()->getSwooleServer()->push($this->fd,"actor recv reply msg ".$recv);
                    //此處return 一個(gè)數(shù)據(jù)，會(huì)返回給客戶端
                    return "actorId {$this->actorId()} recv {$recv}";
                    break;
                }
            }
        }
    }

    protected function onExit($arg)
    {
        if($arg == -1){
            if(ServerManager::getInstance()->getSwooleServer()->exist($this->fd)){
                ServerManager::getInstance()->getSwooleServer()->push($this->fd,"heartbeat lost,actor exit");
                ServerManager::getInstance()->getSwooleServer()->close($this->fd);
            }
        }
        DeviceManager::deleteDevice($this->deviceId);
        Logger::getInstance()->console("deviceId {$this->deviceId} at actorId {$this->actorId()} exit");
    }

    protected function onException(Throwable $throwable)
    {
        Trigger::getInstance()->throwable($throwable);
    }
}

在該Actor內(nèi)，我們定義了這個(gè)設(shè)備的生命周期行為。

設(shè)備上線，記錄設(shè)備id與fd信息，并創(chuàng)建心跳周期檢查

收到消息，可以對(duì)該Actor投遞數(shù)據(jù)，處理對(duì)應(yīng)的消息行為

設(shè)備下線，當(dāng)設(shè)備下線，可以自動(dòng)的清理定時(shí)器與其他的一些通知與清理邏輯

我們可以很清楚的看到，Actor模型下，允許我們對(duì)一種設(shè)備模型進(jìn)行高度自治的管理。當(dāng)然，我們本章節(jié)主要在講解如何優(yōu)雅的利用Swoole協(xié)程來(lái)實(shí)現(xiàn)Actor模型，從而更好的開發(fā)管理我們的設(shè)備，因此我不再貼過(guò)多的代碼，有興趣的同學(xué)可以在Easyswoole框架demo中查看完整的示例代碼https://github.com/easy-swool...

Easyswoole項(xiàng)目主頁(yè)：http://easyswoole.com/
Easyswoole github 主倉(cāng)庫(kù)https://github.com/easy-swool... ,如果你覺(jué)得我們的努力有對(duì)你起到幫助作用，記得給個(gè)star

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