PHP 高性能异步协程 Swoole 并发与异步I/O处理

概述

Swoole 作为 PHP 的高性能扩展，在底层封装了一个高效的异步非阻塞网络 I/O 服务器（基于 epoll/kqueue 等多路复用机制），并支持多进程/多线程模型。

这让 PHP 开发者可以专注于业务逻辑（如事件回调处理），而无需纠结底层 I/O 细节。相比纯异步框架如 Nginx（事件驱动静态服务器）、Tornado（Python 的异步 Web 框架）或 Node.js（单线程事件循环），Swoole 的最大亮点在于其混合模式：既能全异步运行，又能通过协程实现“伪同步”编程。这大大降低了并发开发的门槛，同时保持高性能。

并发架构

多进程模型 server.php

<?php
/**
 * @desc 多进程模型（Master-Worker 模式）
 * @author Tinywan(ShaoBo Wan)
 */
declare(strict_types=1);

$server = new Swoole\Server('0.0.0.0', 9501);

// 配置进程数
$server->set([
    'worker_num' => 4,// 4 个 Worker 进程
    'reactor_num' => 2,// 2 个 Reactor 线程
    'task_worker_num' => 2// 2 个 Task 进程
]);

//监听连接进入事件。
$server->on('Connect', function ($server, $fd) {
    echo"[0] Client: Connect.\n";
});

// Worker 进程处理请求（监听数据接收事件）
$server->on('receive', function ($server, $fd, $reactor_id, $data) {
    //投递异步任务
    $task_id = $server->task($data);
    echo"[1] Dispatch AsyncTask: id={$task_id}\n";

    return $server->send($fd, "Server: {$data}");
});

// Task 进程处理耗时任务。处理异步任务(此回调函数在 task 进程中执行)
$server->on('task', function ($serv, $task_id, $reactor_id, $data) {
    sleep(3);// 模拟耗时操作
    echo"[2] New AsyncTask[id={$task_id}]" . PHP_EOL;
    //返回任务执行的结果
    $serv->finish("{$data} -> OK");
});

//处理异步任务的结果(此回调函数在 worker 进程中执行)。
$server->on('Finish', function ($serv, $task_id, $data) {
    echo"[3] AsyncTask[{$task_id}] Finish: {$data}" . PHP_EOL;
});

$server->start();

执行程序(推荐使用 swoole-cli)：

swoole-cli.exe server.php

在命令行下运行 server.php 程序，启动成功后可以使用 netstat 工具看到已经在监听 9501 端口。

使用 telnet/netcat 工具连接服务器。

telnet 127.0.0.1 9501

进入命令模式 ctrl + ]（用 windows 下的 telnet 登录到该端口的时候，每按一个键就会发送到 socket 中去）

欢迎使用 Microsoft Telnet Client

Escape 字符为 'CTRL+]'

Microsoft Telnet> send Hello
发送字符串 Hello
Microsoft Telnet> send Tinywan
发送字符串 Tinywan

执行程序打印信息

swoole-cli.exe server.php

[0] Client: Connect.
[1] Dispatch AsyncTask: id=0
[2] New AsyncTask[id=0]
[3] AsyncTask[0] Finish: Hello -> OK
[1] Dispatch AsyncTask: id=1
[2] New AsyncTask[id=1]
[3] AsyncTask[1] Finish: Tinywan -> OK

进程模型的关键点详解

1. Reactor：线程处理网络事件（基于 epoll）。Reactor 是事件循环（Event Loop）的“监听者”，专职监控网络 Socket 的 I/O 事件（如连接到达、数据可读/可写）。它运行在独立的 Reactor 线程中，使用 epoll_wait() 等系统调用高效轮询数万连接，而不阻塞其他进程。
2. Worker：进程处理业务逻辑。Worker 是 Swoole 的“主力军”，每个 Worker 进程运行独立的 Reactor 循环，负责接收 Reactor 分发的事件，并执行核心业务逻辑（如解析 HTTP 请求、调用数据库）。默认多进程模式，利用多核 CPU 并行。
3. Task：进程处理阻塞任务（与 Worker 进程分离）。Task Worker 是专用进程池，专为阻塞/耗时任务设计（如邮件发送、复杂计算、第三方 API 调用）。它与主 Worker 分离，避免阻塞核心 I/O 路径。

异步 I/O

在 Swoole（或类似事件驱动框架）中，异步 I/O 的核心是非阻塞操作 + 事件通知，避免了传统阻塞 I/O 的线程/进程等待开销。底层依赖操作系统提供的 I/O 多路复用（如 epoll），结合用户态事件循环，实现高效的“就绪再处理”。

异步读取文件

// 一键开启协程 Hook
Swoole\Runtime::enableCoroutine();

// 异步文件读取（非阻塞）
$content = file_get_contents("large_file.txt");
var_dump($content);

协程化 I/O

go(function () {
    // 协程 HTTP 请求
    $http = new Swoole\Coroutine\Http\Client('tinywan.com', 80);
    $http->get('/api/webman');
    echo $http->body;
});

网络 I/O

异步 TCP 客户端

use Swoole\Coroutine\Client;go(function () {
    $client = new Client(SWOOLE_SOCK_TCP);
    if (!$client->connect('127.0.0.1', 9501, 0.5)) {
        echo"connect failed. Error: {$client->errCode}\n";
    }
    // 并发发送 100 个请求
    for ($i = 1; $i <= 100; $i++) {
        $client->send("hello world\n");
        Co::sleep(0.1);// 模拟间隔
    }
    echo $client->recv();
    $client->close();
});

高并发 HTTP 服务器

declare(strict_types=1);

$http = new Swoole\Http\Server('0.0.0.0', 9501);

$http->on('Request', function ($request, $response) {
    // 异步 MySQL 查询
    $mysql = new mysqli('127.0.0.1', 'root', '123456', 'nacos', 3308);
    var_dump($mysql);
    // 并发执行多个查询
    $results = [
        'user' => $mysql->query('SELECT * FROM users LIMIT 10')->fetch_assoc(),
        'product' => $mysql->query('SELECT * FROM tenant_info LIMIT 5')->fetch_assoc()
    ];
    $response->header('Content-Type', 'text/html; charset=utf-8');
    $response->end(json_encode($results));
});

$http->start();

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