workerman的核心概念

小編給大家分享一下workerman的核心概念，希望大家閱讀完這篇文章之后都有所收獲，下面讓我們一起去探討吧！

Workerman是一款純PHP開發的開源高性能的PHP socket 服務框架。它不是一個MVC框架，而是一個更底層更通用的socket服務框架，你可以用它開發tcp代理、梯子代理、做游戲服務器、郵件服務器、ftp服務器。

實際上Workerman類似一個PHP版本的nginx，核心也是多進程+Epoll+非阻塞IO。Workerman每個進程能維持上萬并發連接。由于本身常住內存，不依賴Apache、nginx、php-fpm這些容器，擁有超高的性能。

同時支持TCP、UDP、UNIXSOCKET，支持長連接，支持Websocket、HTTP、WSS、HTTPS等通訊協以及各種自定義協議。擁有定時器、異步socket客戶端、異步Mysql、異步Redis、異步Http、異步消息隊列等眾多高性能組件。

首先需要了解一下幾個核心概念，1.多進程 2.Epoll 3.非阻塞IO

1、多進程：

首先什么是進程呢，一個進程包括了代碼、數據和分配給進程的資源（內存），在計算機系統里直觀地說一個進程就是一個PID。操作系統保護進程空間不受外部進程干擾，即一個進程不能訪問到另一個進程的內存。

有時候進程間需要進行通信，這時可以使用操作系統提供進程間通信機制。通常情況下，執行一個可執行文件操作系統會為其創建一個進程以供它運行。

但如果該執行文件是基于多進程設計的話，操作系統會在最初的進程上創建出多個進程出來，這些進程間執行的代碼是一樣，但執行結果可能是一樣的，也可能是不一樣的。

為什么需要多進程？最直觀的想法是，如果操作系統支持多核的話，那么一個執行文件可以在不同的核心上跑；即使是非多核的，在一個進程在等待I/O操作時另一個進程也可以在CPU上跑，提高CPU利用率、程序的效率。

在Linux系統上可以通過fork()來在父進程中創建出子進程。一個進程調用fork()后，系統會先給新進程分配資源，例如存儲數據和代碼空間。然后把原來進程的所有值、狀態都復制到新的進程里，只有少數的值與原來的進程不同，以區分不同的進程。

fork()函數會返回兩次，一次給父進程（返回子進程的pid或者fork失敗信息），一次給子進程（返回0）。至此，兩個進程分道揚鑣，各自運行在系統里。

2、非阻塞IO：

首先什么是IO，即input與output的操作。網絡IO的本質是socket的讀取，socket在linux系統被抽象為流，IO可以理解為對流的操作。對于一次IO訪問（以read舉例），數據會先被拷貝到操作系統內核的緩沖區中，然后才會從操作系統內核的緩沖區拷貝到應用程序的地址空間。

所以說，當一個read操作發生時，它會經歷兩個階段：

第一階段（等待數據）：等待數據準備 (Waiting for the data to be ready)。

第二階段（拷貝數據）：將數據從內核拷貝到進程中 (Copying the data from the kernel to the process)

對于socket流（即IO）而言，

第一步：通常涉及等待網絡上的數據分組到達，然后被復制到內核的某個緩沖區。

第二步：把數據從內核緩沖區復制到應用進程緩沖區。

網絡IO的模型大致有如下幾種：

同步模型（synchronous IO）

阻塞IO（bloking IO）資源不可用時，IO請求一直阻塞，直到反饋結果（有數據或超時）。在linux中，默認情況下所有的socket都是blocking，blocking IO的特點就是在IO執行的兩個階段（等待數據和拷貝數據兩個階段）都被block了。

非阻塞IO（non-blocking IO）資源不可用時，IO請求離開返回，返回數據標識資源不可用。在linux中，如果數據還沒有準備好，那么它并不會block用戶進程，內核馬上返回給進程，說明這個命令不能立即滿足（EAGAIN 或 EWOULDBLOCK）。因此非阻塞就是使用輪詢的（polling）方式來實現。

多路復用IO（multiplexing IO） IO multiplexing就是我們說的select，poll，epoll，有些地方也稱這種IO方式為event driven IO。select/epoll的好處就在于單個process就可以同時處理多個網絡連接的IO。

它的基本原理就是select，poll，epoll這個function會不斷的輪詢所負責的所有socket，當某個socket有數據到達了，就通知用戶進程。在IO multiplexing Model中，實際中，對于每一個socket，一般都設置成為non-blocking。

但是，整個用戶的process其實是一直被block的。只不過process是被select這個函數block，而不是被socket IO給block。所以IO多路復用是阻塞在select，epoll這樣的系統調用之上，而沒有阻塞在真正的I/O系統調用如recvfrom之上。

信號驅動式IO（signal-driven IO）

異步IO（asynchronous IO）用戶進程發起read操作之后，立刻就可以開始去做其它的事。而另一方面，從kernel的角度，當它受到一個asynchronous read之后，首先它會立刻返回，所以不會對用戶進程產生任何block。

然后，kernel會等待數據準備完成，然后將數據拷貝到用戶內存，當這一切都完成之后，kernel會給用戶進程發送一個signal，告訴它read操作完成了。

3、Epoll : epoll現在就很好理解了，epoll就是Linux內核為處理大批量文件描述符而作了改進的poll，是Linux下多路復用IO接口select/poll的增強版本，它能顯著提高程序在大量并發連接中只有少量活躍的情況下的系統CPU利用率。

PS.幾個需要注意的點：

1：IO多路復用是同步阻塞模型還是異步阻塞模型？

同步是需要主動等待消息通知，而異步則是被動接收消息通知，通過回調、通知、狀態等方式來被動獲取消息。IO多路復用在阻塞到select階段時，用戶進程是主動等待并調用select函數獲取數據就緒狀態消息，并且其進程狀態為阻塞。所以，把IO多路復用歸為同步阻塞模式。

2：到底什么是并發，高并發到底是一張怎么樣的狀態？

高并發的程序一般使用同步非阻塞方式而非多線程 + 同步阻塞方式。要理解這一點，首先要看一下并發和并行的區別。也就是說并發數是指同時進行的任務數（如同時服務的 HTTP 請求），而并行數是可以同時工作的物理資源數量（如 CPU 核數）。

通過合理調度任務的不同階段，并發數可以遠遠大于并行度，這就是區區幾個 CPU 可以支持上萬個用戶并發請求的奧秘。在這種高并發的情況下，為每個任務（用戶請求）創建一個進程或線程的開銷非常大。而同步非阻塞方式可以把多個 IO 請求丟到后臺去，這就可以在一個進程里服務大量的并發 IO 請求。

看完了這篇文章，相信你對“workerman的核心概念”有了一定的了解，如果想了解更多相關知識，歡迎關注億速云行業資訊頻道，感謝各位的閱讀！