Swoole的进程模型的理解

运行模式

Swoole目前总共有三种运行模式，默认为多进程模式（SWOOLE_PROCESS）。

# Base模式（SWOOLE_BASE） 传统的异步非阻塞Server，reactor和worker是同一个角色。TCP连接是在worker进程中维持的。
如果客户端连接之间不需要交互，可以使用BASE模式。如Memcache、Http服务器等。 # 线程模式 多线程Worker模式，Reactor线程来处理网络事件轮询，读取数据。得到的请求交给Worker线程去处理。

缺点：一个线程发生内存错误，整个进程会全部结束。
由于PHP的ZendVM在多线程模式存在内存错误，多线程模式在v1.6.0版本后已关闭。 # 进程模式 与多线程Worker模式不同的是，线程换成了进程。Reactor线程来处理网络事件轮询，读取数据。得到的请求交给Worker进程去处理。适合业务逻辑非常复杂的场景。如WebSocket服务器等。

$serv = new swoole_server(string $host, int $port, int $mode = SWOOLE_PROCESS, int $sock_type = SWOOLE_SOCK_TCP);

实例分析

我们来使用实例进行分析：

<?php $server = new \swoole_server("127.0.0.1",8088);//默认是多进程模式、TCP类型 $server->on('connect', function ($serv, $fd){ }); $server->on('receive', function ($serv, $fd, $from_id, $data){ }); $server->on('close', function ($serv, $fd){ }); $server -> start();

继续在Shell中输入以下命令：

php swoole_tcp_server.php
pstree -ap|grep swoole_tcp_server
  |   | `-php,2454 swoole_tcp_server.php
  |   |           |-php,2456 swoole_tcp_server.php
  |   |           |   `-php,2458 swoole_tcp_server.php

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2454、2456、2458，其中2454是2456的父进程，而2456又是2458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(2454)，就是所谓的Master进程；而2456进程，则是Manager进程；最后的2458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。

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。

进程模型

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。分包拆包等功能也是在这里完成。

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。

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。

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。

我们可以总结出来上面简单的Server，当客户端连接的时候这个过程中，三种进程之间是怎么协作的：

1. 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。
2. 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。
3. 在这个Worker进程中触发了OnConnect的方法。
4. 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。
5. 此时Worker进程触发OnReceive事件。
6. 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。

Swoole进程/线程结构图：

现在，我们基于上面的例子修改代码，来看看一个简单的多进程Swoole Server的几个基本配置：

<?php $server->set(array( 'demonize' => false,//是否后台运行 '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。

我们可以在Shell里运行，使用pstree查看进程模型结构：

php swoole_tcp_server.php
pstree -ap|grep swoole_tcp
  |   | `-php,2505 swoole_tcp_server.php
  |   |           |-php,2507 swoole_tcp_server.php
  |   |           |   |-php,2510 swoole_tcp_server.php
  |   |           |   |-php,2511 swoole_tcp_server.php
  |   |           |   |-php,2512 swoole_tcp_server.php
  |   |           |   `-php,2513 swoole_tcp_server.php

回调函数

Swoole作为Server时，回调函数有很多。但可以简单分个类：
1) 进程启动时执行的：onStart、onManagerStart、onWorkerStart；onWorkerStop、onManagerStop、onShutdown；onWorkerError
2) 客户端交互时触发的：onReceive/onRequest/onPacket/onMessage、onOpen/onConnect、onClose
3) Task：onTask、onFinish
4) Timer：onTimer

事件执行顺序：

• 所有事件回调均在$server->start后发生
• 服务器关闭程序终止时最后一次事件是onShutdown
• 服务器启动成功后，onStart/onManagerStart/onWorkerStart会在不同的进程内并发执行。
• onReceive/onConnect/onClose/onTimer在worker进程(包括task进程)中各自触发
• worker/task进程启动/结束时会分别调用onWorkerStart/onWorkerStop
• onTask事件仅在task进程中发生
• onFinish事件仅在worker进程中发生
• onStart/onManagerStart/onWorkerStart 3个事件的执行顺序是不确定的
• UDP协议下只有onReceive事件，没有onConnect/onClose事件
• 如果未设置onPacket回调函数，收到UDP数据包默认会回调onReceive函数
• onOpen事件回调是可选的：当WebSocket客户端与服务器建立连接并完成握手后会回调此函数

实际使用的时候不是所有回调都可以使用的，例如UDP服务器没有onConnect/onClose；例如接收数据，在WebSocket里使用onReceive，在HttpServer使用onRequest，在UDPServer使用onPacket。

示例：

<?php $server = new \swoole_server("127.0.0.1",8088); $server->set(array( 'daemonize' => false, 'reactor_num' => 2, 'worker_num' => 4 )); $server->on('connect', function ($serv, $fd){ echo "client connect. fd is {$fd}\n"; }); $server->on('receive', function ($serv, $fd, $from_id, $data){ echo "client connect. fd is {$fd}\n"; }); $server->on('close', function ($serv, $fd){ echo "client close. fd is {$fd}\n"; }); // 以下回调发生在Master进程 $server->on("start", function (\swoole_server $server){ echo "On master start.\n"; }); $server->on('shutdown', function (\swoole_server $server){ echo "On master shutdown.\n"; }); // 以下回调发生在Manager进程 $server->on('ManagerStart', function (\swoole_server $server){ echo "On manager start.\n"; }); $server->on('ManagerStop', function (\swoole_server $server){ echo "On manager stop.\n"; }); // 以下回调也发生在Worker进程 $server->on('WorkerStart', function (\swoole_server $server, $worker_id){ echo "Worker start\n"; }); $server->on('WorkerStop', function(\swoole_server $server, $worker_id){ echo "Worker stop\n"; }); $server->on('WorkerError', function(\swoole_server $server, $worker_id, $worker_pid, $exit_code){ echo "Worker error\n"; }); $server -> start();

编程须知

• 不要在代码中执行sleep以及其他睡眠函数，这样会导致整个进程阻塞
• exit/die是危险的，会导致worker进程退出
• 可通过register_shutdown_function来捕获致命错误，在进程异常退出时做一些请求工作，具体参看/wiki/page/305.html
• PHP代码中如果有异常抛出，必须在回调函数中进行try/catch捕获异常，否则会导致工作进程退出
• swoole不支持set_exception_handler，必须使用try/catch方式处理异常
• Worker进程不得共用同一个Redis或MySQL等网络服务客户端，Redis/MySQL创建连接的相关代码可以放到onWorkerStart回调函数中。原因是如果共用1个连接，那么返回的结果无法保证被哪个进程处理。持有连接的进程理论上都可以对这个连接进行读写，这样数据就发生错乱了。具体参考/wiki/page/325.html
• 不能使用类的属性保存客户端连接信息，因为一个worker进程可以处理多个客户端连接，导致类属性数据错乱。常量则是可以的。