swoole进程模型详解

在软件开发中，最常见的并发问题解决方案，莫过于多线程/多进程两种模式了。在《计算机组成原理》中我们都学过，并发中最迫切需要解决的问题之一，就是数据的可靠性问题，而不同的并发模型，其并发数据可靠性的机制往往各有特点，因此，在使用swoole Server\Client的过程中，其并发解决方案的模型是必须要了解的，否则使用上很容易出现不符合预期的结果。

Swoole目前总共有三种运行模式，其中Base模式基本没有生产应用价值；协程模式暂时还处于预览阶段；因此，笔者在此想和大家讨论的，就是Swoole的多进程模式，也是官方目前最推荐用于生产环境的模式。事实上，Swoole曾经还有多线程模式，但由于Zend在多线程模式本身的缺陷，在1.6版本后，多线程模式已经被关闭。

首先，我们还是先来简单了解一下Swoole Server的构造函数，是一个参数的问题：

<?php

$server = new \swoole_server("127.0.0.1",8088,SWOOLE_PROCESS,SWOOLE_SOCK_TCP);

第三个参数mode中我们填入的PROCESS，即表示当前Server是运行于多进程模式的。其他mode的可选参数可以参考手册

然后，我们简单实现一个没有任何内容的Server：

<?php

$server = new \swoole_server("127.0.0.1",8088,SWOOLE_PROCESS,SWOOLE_SOCK_TCP);

$server->on('connect', function ($serv, $fd){ });

$server->on('receive', function ($serv, $fd, $from_id, $data){ });

$server->on('close', function ($serv, $fd){ });

$server -> start();

在启动服务之后，我们继续在Shell中输入以下命令：

> php swoole_server_demo.php

> pstree -ap|grep swoole_server_demo

 |-php,2829 swoole_server_demo.php

 |   |-php,2831 swoole_server_demo.php

 |   |   `-php,2836 swoole_server_demo.php

pstree命令可以查看进程的树模型

从系统的输出中，我们可以很容看出server其实有3个进程，进程的pid分别是2829、2831、2836，其中2829是2831的父进程，而2831又是2836的父进程。所以，其实我们虽然看起来只是启动了一个Server，其实最后产生的是三个进程。这三个进程中，所有进程的根进程，也就是例子中的2829进程，就是所谓的Master进程；而2831进程，则是Manager进程；最后的2836进程，是Worker进程。基于此，我们简单梳理一下，当执行的start方法之后，发生了什么：

• 守护进程模式下，当前进程fork出Master进程，然后退出，Master进程触发OnMasterStart事件。
• 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。

非守护进程模式下，则当前进程直接作为Master进程工作。

所以，一个最基础的Swoole Server，至少需要有3个进程，分别是Master进程、Manager进程和Worker进程。不要看到进程多就觉得麻烦咯，其实全赖它们各司其职，才有Swoole重新定义PHP的壮举。事实上，一个多进程模式下的Swoole Server中，有且只有一个Master进程；有且只有一个Manager进程；却可以有n个Worker进程。那么这几个进程之间是怎么协同工作的呢？我们先暂时考虑只有一个Worker的情况。那么，我们又可以拉出之前写的最简单Server，来看看这个过程中，三种进程之间是怎么协作的。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。

同样的故事，随着认识的加深，会发现不一样的精彩

首先，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。以前我们提到的分包拆包等功能也是在这里完成的哦。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，而这个特性，也是最终实现热重载的核心机制。

最后就是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。

如果要打个比方的话，Master进程就像业务窗口的，Reactor就是前台接待员，用户很多的时候，后边的用户就需要排队等待服务；Reactor负责与客户直接沟通，对客户的请求进行初步的整理（传输层级别的整理——组包）；然后，Manager进程就是类似项目经理的角色，要负责将业务分配给合适的Worker（例如空闲的Worker）；而Worker进程就是工人，负责实现具体的业务。

实际上，一对多投递这种模式总是在并发的程序设计非常常见：1个Master进程投递n个Reactor线程；1个Manager进程投递n个Worker进程。

现在，我们来看看一个简单的多进程Swoole Server的几个基本配置：

<?php

$server->set([

   "daemonize"=>true,    

   "reactor_num"=>2,  

   "worker_num"=>4,]

);



$server -> start();

reactor_num：表示Master进程中，Reactor线程总共开多少个，注意，这个可不是越多越好，因为计算机的CPU是有限的，所以一般设置为与CPU核心数量相同，或者两倍即可。

worker_num：表示启动多少个Worker进程，同样，Worker进程数量不是越多越好，仍然设置为与CPU核心数量相同，或者两倍即可。

读书万卷不若自己亲手写一行，试验一下这个配置下，Server启动后，pstree的结构。

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