最近看到NIO，AIO，Netty，Promise话题很热，我作为一个phper也想来凑凑热闹，凑着凑着创造周围怎么都是javaer，jser。
那么PHP能做NIO，AIO么？

什么BIO、NIO、AIO

BIO 同步壅塞I/O。

有小伙伴又要问了啥叫 同步，啥叫壅塞啊？

php发号器NIOBIOAIO 与 PHP 实现 Bootstrap

同步/异步 壅塞/非壅塞

同步: 两个同步任务相互依赖，并且一个任务必须以依赖于另一任务的某种办法实行。
比如在A->B事宜模型中，你须要先完成 A 才能实行B。
再换句话说，同步调用种被调用者未处理完要求之前，调用不返回，调用者会一贯等待结果的返回。

异步: 两个异步的任务完备独立的，一方的实行不须要等待其余一方的实行。
再换句话说，异步调用种一调用就返回结果不须要等待结果返回，当结果返回的时候通过回调函数或者其他办法拿着结果再做干系事情，

壅塞: 壅塞便是发起一个要求，调用者一贯等待要求结果返回，也便是当前哨程会被挂起，无法从事其他任务，只有当条件就绪才能连续。

非壅塞: 非壅塞便是发起一个要求，调用者不用一贯等着结果返回，可以先去干其他事情。

以上便是这四个词汇的阐明，那么放到打算机IO上，比较接地气的阐明

BIO （Blocking I/O)

那么我们拿快递揽件来举例，一个快递公司，有一部分事情是揽件，它的事情模式是只能一个一个的揽件，你要寄快递，必须排队，一个一个的来，这便是 同步 。
好不容易轮到你了，你把快递一扔给他，他还让给你等着，快递事情职员说，我们这后面还有些信息要录入，快递要检讨，必须等我们快递公司检讨完毕后，你才能离开，这叫 壅塞 。

NIO （No-Blocking I/O）

同步非壅塞的I/O

连续啊，拿快递公司举例。
这个快递公司创造有些用户在后面排队，排着排着，太久了就去隔壁快递公司了，怎么办呢？快递公司想了个办法，置办了一个发号器和一批收纳盒。
来一个客户，就把快递放在一个收纳盒里，再给用户一个编号，此时再来一个用户，不论前面一个的快递是否检讨完毕，还是给他一个收纳盒，发一个编号。
不同客户之间不排队，一来就被受理了，这便是 非壅塞。
我们再来看看内部，快递呢还是一个个地录入信息，X光检讨，这样便是 同步 运行的，等待快递职员检讨完毕叫号，客户拿到回执才能离开快递点。

AIO （Asynchronous I/O）

异步非壅塞IO

也有Javaer叫他 NIO2，快递公司揽件又升级了，做了一个快递柜，客户又寄件需求，来了就放入快递柜，然后通过手机扫码关注这个柜子的动态，客户就可以离开了，此时做事被受理，并能立时离开。
这便是 非壅塞 。
等到快递职员来揽件时，会将柜子里面的寄件一并取走，快递点集中一起处理这些快递件，创造有问题的件，不是立即停下手中的活等待客户来出来，而是放一旁关照客户来，然后连续处理下一个快递，这便是 异步。

异步 壅塞 IO

同步/异步 壅塞/非壅塞，这4个名词，两两组和，还有一个便是 异步/壅塞。

那么我们还是先把例子举出来吧，还是这个快递点，来了一批客户来寄口罩到国外，由于有很大的可能会通不过检讨，以是，快递点把大家都留了下来。
等所有的 寄件 都检讨完了在统一给大家发送回执单，这便是 壅塞 。
快递职员检讨寄件时，创造问题不是立马关照客户来处理，而已放到一边，连续处理下一个。
这便是 异步。

伪异步 IO

这种模式，底层实现是多个 同步壅塞的BIO， 同时运行。

末了总结一下：

壅塞与非壅塞指的的是当不能进行读写（网卡满时的写/网卡空的时候的读）的时候， I/ O操作立即返回还是壅塞；同步异步指的是，当数据已经 ready 的时候，读写操作是同步读还是异步读，阶段不同而已。

差异异步/同步在打算机差异

以上是一些举例，只是帮助大家理解影象，接下来我们看看打算上的实现。

最初打算机供应的Web做事，采取的是 CGI 协议，便是纯洁的 BIO 模式。
一个cgi进程监听一个端口，处理完一个要求，才能吸收下一个http要求。
这便是同步。

而客户的实际体验式是"异步"的，那是由于后来优化了，CGI 程序能够自我fork进程的达到同时相应多个http要求的效果。

把稳，我们这里谈论的根本是 单进程 ，上的 异步/同步。

壅塞/非壅塞在打算机差异

这里拿购物流程举例，用户的下单，须要做如下操作：

商品可售否库存数量用户余额触发哪些优惠规则奖券有效性…

按照一样平常做法便是一步步验证，上一个检讨完了，再进行下一个检讨，这便是 壅塞 的办法。

那么非壅塞办法如何做呢，假设在微做事环境中，商品，库存，奖券，匆匆销都是独立的系统，调用商品做事，发起商品可售检讨要求；不等商品做事回答，连续调用库存做事，发起商品可售库存要求；紧接着依次发出…检讨要求，这样5个检讨项目的要求同时发起，末了，我等他们所有的要求都回答我，再来一起来校验是否所有的检讨都通过了。
就这种发起要求不等相应，就连续做下一件事的叫 非壅塞 。

转载著名来源sifou

PHP 能做什么PHP 与 BIO 实现

PHP已经实现啦，这是最基本的好么。
但平时测试时却觉得是不壅塞啊，好，我们来一起做个实验，将nginx和php-fpm的进程限定为1个试试。
php-fpm便是 多进程的 BIO，现在我们强项改成单进程。

调度Nginx配置 调度 /etc/nginx/nginx.conf 文件:

## 把nginx worker数量设置为1worker_processes 1;

好了之后我们通过ps命令检讨下

调度PHP配置

调度 /etc/php/php-fpm/conf.d/www.conf 文件：

pm = staticpm.max_children = 1pm.start_servers = 1pm.min_spare_servers = 1pm.max_spare_servers = 1

找到这几个配置都改为如上数值。

末了的结果如下：

我在index.php代码里面加入第一行就加入了sleep。

<?phpsleep(5);

我们同时打开两个网页，一起访问试试

通过Firefox 抓包可以创造，个中一个耗时5s，另一个页面耗时9.3s，（0.7s偏差是我手速慢了） 这便是 BIO。

好的，我们再做一个实验。
把以上nginx，php-fpm配置中1改成2.然后我们打开三个网页，同时访问试试看。

结果是有两个网页耗时5s，一个是9s，也便是说做事器同时处理了2个要求，第三个要求等待了4s才被处理。
这便是 多线程-BIO，一个做事同时接待的客户数量取决与worker的数量。

PHP 与 NIO 实现

我们写的大部分php-fpm代码以及第三方框架都是壅塞的。
PHP也是支持非壅塞IO编程的。

这里其他博主也用PHP原生代码实现NIO编程： PHP回顾之socket编程。

I/O 多路复用

在这段小Demo中，PHP 实现 NIO 核心两个函数便是 stream_set_blocking、stream_select()。
通过以上源码，创造原生的NIO实现还是比较繁琐，不易读的。
同时，我就想问一句了，这个 NIO 便是为了实现一个 socket server 么，我们来看看Netty 官网。
打开Netty首页，它是这样描述自己的

Netty is a NIO client server framework which enables quick and easy development of network applications such as protocol servers and clients. It greatly simplifies and streamlines network programming such as TCP and UDP socket server.

第一句话：Netty是一个 NIO 客户端 做事框架, 能快速轻松地开拓协程客户端。
第二句话：简化了网络编程，如创建TCP和UDP套接字做事。

好，重点是什么？第一句话便是重点——开拓 协程客户端！
回到我们业务上，刚刚举了一个例子，购物到下单，有很多个流程须要做检讨，按照一样平常的BIO那么程序时序图如下：

从上可以看到，三个检讨依次分开实行。
那么客户的等待韶光是大于，库存检讨韶光加上，产品检讨韶光加上，匆匆销检讨韶光 的。

假设, 库存，产品，匆匆销是三个微做事，然后购物车做事用 NIO客户端，与这三个微做事交互，那么会是若何的效果呢：

这里，我们发起检讨要求时，是按照顺序发起的，但不等第一个做事返回检讨结果就开始发起下一个检讨要求。
末了三个做事都返回后，综合结果，返回给用户。
那么这三个检讨的耗时，就即是一个做事（耗时最长的那个做事）的检讨耗时。
大大减少得了购物车做事相应韶光。

我看到一些 Netty、 NodeJS、Swoole 等教程 通篇都在讲如何实现一个WebSocket做事，TCP做事或者是Http做事。
对，这是最根本的，但 NIO 框架核心上风在开拓一个非壅塞客户端！
这才是它的上风，这才是和 BIO 编程差异化所在.

NIO 客户端

看到以上两个时序图，还是给大家演示一下用PHP原生代码实现一个 PHP-BIO 。
PHP Simple NIO Server

建议大家点击链接，把源码git clone https://gitee.com/xupaul/php-nio-server 到本地运行一下，再来看截图更随意马虎理解。

这三个所依赖的做事相应耗时，我设置为：inventory: 4s, product: 2s, promo:6s

蓝色框和黄色框标注了两个要求，我们紧张看参数 noBlocking： true/false 的不同, 第一个是非壅塞办法要求， 可以看到共耗时6s，第二个共耗时12s！
（第三个为啥和第二个耗时不一样——6s这个留给大家去研究）。
显而易见得非壅塞IO的上风。
不过这代码构培养不那么友好了，看到代码 nio_server.php 中，有两种要求办法，壅塞代码流程还能看懂检讨完成后就综合结果返回，而非壅塞办法中，发起三个检讨后程序流程就开始进入到handleMessage，代码进入哪个分支，取决于 socket_read 的，不运行动身序来，没有文档，很难搞懂全体程序流程。

那么，有没有什么什么方便的php类库，让我们编码更友好一点呢，这里先容下 ReactPHP

这里我用ReactPHP重新实现 nio_server, 代码在这里

这个回调代码写起来有点 NodeJS 的味道呢，当你的PHP没启用 libev 之类的拓展时，ReactPHP内部Loop依然用的 stream_select(), 可以看源码 ~/react/event-loop/src/StreamSelectLoop.php@290 .

实行效果如下：

能同时发起要求这个功能，那还得提一下 curl_multi， 它能同时发起多个curl要求，末了不断检讨是否所有的curl要求已完成。
这只是在发起多个Http curl要求阶段做到 非壅塞 运行。

还有个拓展pThreads，能够实现多线程，不过对PHP编译参数有限定，须要在线程安全的模式下运行。

pThreads 现在已不是PHP官方所推举利用的拓展了，当然了这种就属于伪异步IO范畴了

PHP 与 AIO

PHP 异步&非壅塞 编码。

此处， 非壅塞I/O 系统调用( nonblocking system call ) 和 异步I/O系统调用 （asychronous system call）的差异是：

一个非壅塞I/O 系统调用 read() 操作立即返回的是任何可以立即拿到的数据， 可以是完全的结果， 也可以是不完全的结果， 还可以是一个空值。
而异步I/O系统调用 read() 结果必须是完全的， 但是这个操作完成的关照可以延迟到将来的一个韶光点。

<?php/ 处理 /function handleMessage() { global $changed, $clients, $cartCheck; foreach ($changed as $key => $client) { while (true) { // read socket data $msg = @fread($client, 1024);// $msg = 1; if ($msg) { // application process } else { if (feof($client)) { // TODO check data eof } break; }

可以看到，在文件~/nio_server.php 中， 虽然设置了 stream_set_blocking false， 但是在209行的 fread() , 这是在一个循环里读，这是一个壅塞读取。
这的系统函数的相应速率是受系统IO影响的。

而异步调用中，当有I/O事宜时，系统会将数据复制到用户内存中，也便是准备好数据，再关照到用户程序。

那么原生PHP显然是不支持的，这里呢就要引入PHP拓展，便是 Event，或者 Ev 拓展。
这篇博客紧张讲 Event。

Event 拓展是基于 libevent 库封装而来，而 Ev 拓展是基于 libev 库封装而来。
通过PHP接口，和C库的接口就能看到他们之间的联系，以是，如果通过PHP文档找不到干系资料可以去，看看C库的文档。
而 Libevent 年久失落修，不推举大家利用。

这里放上用Event实现的Tcp Server demo

在用Event做这个demo中，我用到了EventBuffer ，读、写都和Buffer交互, Buffer数据是用户态数据，不会等待系统I/O或被壅塞，避免了程序耗时在I/O数据拷贝上。
由此PHP 也能实现 AIO 程式，提高CPU利用率。

讲到这里，就会觉得这个PHP的AIO有些牵强了，我这找了其他博主的论点来帮助大家理解，这两张图展示了 用户程序，与内核采取 分壅塞 和 异步 交互时的异同。

上面是非壅塞IO，下面是异步IO。
中间的差异就是非壅塞IO的运用，须要不断的去访问内核获取数据（当然了，每一次访问都是有求必应，能取到数据），但不一定能取完; 而异步IO的特点便是，你见告内核取数据，取完全了，我再一起发给运用程序。
这便是Linux对异步IO的定义。

那么再看到我们的Demo，这是一个大略TCP server，一个TCP要求系统是能知道一个数据的包大小的，是否吸收完毕，这是传输层要做的。
而我们的运用层面，是吸收到数据还要做合并，分包，以及数据转码。
这就和 AIO 数据结果必须是完全的，概率有些出入，（在系统层面显然是完全的） . 在运用层面呢，一次性收到的不一定是完全的数据，那么就还须要做额外代码来办理合包，分包，沾包。
这便是AIO实现Tcp Server的须要问题。

为理解决以上问题，就须要自定义TCP通讯协议。
相称于自己开拓RPC框架了。

那我们来看看Http呢，在运用层面有明确公开的协议(协议有头无尾，标明了每次要求详细长度)，并有丰富的实现。
这便是一个非常适宜采取AIO编程协议。
而PHP的Event拓展，恰好有EventHttp实现。

话不多说，先上 Demo。

<?php.../ event http 要求回调函数 @param \EventHttpRequest $req Http要求工具 /function _http_about($req) { echo __METHOD__, PHP_EOL; // print request URL echo "URI: ", $req->getUri(), PHP_EOL; // print request's headers echo "Input headers:"; var_dump($req->getInputHeaders()); echo "\n >> Sending reply ..."; / @var \EventBuffer $buf / $buf = $req->getOutputBuffer(); $buf->add("It's about Event http server"); $req->sendReply(200, "OK", $buf); echo "OK\n";}

这里是一个回调函数，入参数便是一个由 EventHttp 封装的http要求工具。
这就知足了以上 调用时非壅塞，数据完备准备好后，再关照回调——异步I/O。
好，借助Event，PHP就实现了AIO.

结语

关于性能提升，这就不做压测了，紧张论证PHP实现NIO、AIO 的可行性。
也实际给大家展示了几个Demo, 大略展示了如何写异步,非壅塞程序。
可以看到 异步编程 对大家的哀求是比较高的，当须要发起 I\O 操作，都要用非壅塞办法调用，不然就会壅塞全体进程，而纯粹的异步编程便是单进程，壅塞后该做事就不能相应新的要求。
同时呢，我们常用PDO，mysqli，Redis这些不得不用的拓展，也只供应了壅塞读的接口。
而当前PHP环境中，可以说“险些所有”的第三方框架，都是壅塞编码，如果你的项目中利用了其他框架，那么你写的代码没问题，不担保依赖的第三方框架壅塞办法要求 I\O. 以是，一样平常 PHP 异步编程，都会采取多进程异步，让异步来提高每个要求的相应速率，如果进程壅塞，就让其他空闲的进程处理新进入的要求。

以上，希望大家通过文章能理解 异步/同步、壅塞/非壅塞差异，以及对PHP异步、非壅塞编程。

有问题欢迎提问～

参考PHP实现非壅塞PHP回顾之socket编程Cooperative multitasking using coroutines (in PHP!)IO - 同步，异步，壅塞，非壅塞同步/异步，壅塞/非壅塞观点深度解析PHP之高性能I/O框架：Libevent网络编程（三）：从libevent到事宜关照机制