钛节点

PHP网络编程-IO复用之epoll基础（十四）

发表@2020-02-06 19:18:00

更新@2023-03-27 22:19:26

Hello av8d！I'm Li.Old。

事情是这样的，昨天我在家里找HDMI线，从柜子里翻出来了一个陈酿了十年的iPhone 3G（也就是第二代iPhone），这个3G还是我从老赵那里买的，注意是保定那个搞射影的老赵，不是养猪放牛搬砖搞物流的那个老赵。

十年前，iPhone绝对是个稀罕物件。有一次我去老赵家玩PSP死神嘉年华，正在关头上猛烈操作，突然一个被子从天而降就给我罩住了，然后就看到老赵在黑暗中看着一脸惊恐的我说：“来，宝贝儿，给你看个高科技玩意，纯进口的！”然后就见他在一个亮晶晶的屏幕上一滑就听到“嚓”的一声：“看到没？iPhone！新时代智能手机！苹果的！这家伙！”然后他就是开始展示如何操作图片，然后给我打开一个打火机游戏，那个打火机的火焰始终朝上。这会儿他停下来神秘地对我说：“看好了，给你整个更牛逼的！”，然后他就开始冲着iPhone上那个打火机吹气，吹了一口没啥反应，老赵就在小慌乱紧张以及尴尬中又用力使劲吹了一口，这次连唾沫口水都吹出来了，那坨火焰竟然真的随风而倒。然后突然来了一条明华电脑城催店铺租金的短信，然后老赵开始回短信，因为没有官方的中文输入法，所以老赵开始用拼音回复人家，半天蹦不出个屁来，好不容易拼到一半老赵突然一拍脑袋：WC，MD我可以打电话啊！...我是第一次见到这么沙雕的手机，然后我继续玩嘉年华去了。

时代在发展，科技在进步，就像手机从“诺基亚们”变成了“苹果们”，就像select到epoll。不一样的是epoll不是“街机”，TA的文档躲在那个角落里只有小部分人才会时不时查阅复读。

<div style="text-align:center;">你以为你躲在角落里我就找不到你了吗？</div>

![](https://ti-node.com/static/upload/PNP/img_66.png#width-full)

好了废话不多说，让我们开始进入正题！前篇说到PHP不能直接操作epoll的，必须要靠Libevent等事件库的支持才可以，我推荐大家安装的是event扩展，理由是作者在持续更新、支持PHP7、文档完善，而且我还假装大家都知道如何安装该扩展。

在event的文档里，所有的类如下图所示：

![](https://ti-node.com/static/upload/PNP/img_67.png#width-full)

看到这么多类，先不用慌。我先介绍下对我们来说最重要的是Event、EventB ase、EventConfig三个类，这三个类的是我们使用Libevent最基础的三个类；其次是EventBuffer和EventBufferEvent两个类，这两个类是Libevent自己发明了一波儿缓冲类工具，非常好用；EventDnsBase、EventHttp*这些类是Libvent封装好的可以直接利用的DNS工具、HTTP工具；EventSslContext类在我们使用SSL的时候起到配置SSL上下文的作用；EventUtil类中提供了几个小方法可以获取socket信息。

Event、EventBase、EventConfig三个类是最基础最重要的，极端地说就算只有这三个类就可以做很多事情了：
- Event，具体的事件。我举个例子昂，比如说来了一个连接，那么就得给这个连接初始化一个Event并标记上可读
- EventBase，我称之为事件基础。所有的Event都需要在EventBase之上运行
- EventConfig，配置类，这个类可以通过参数来操控EventBase

EventBase有点儿像航空母舰，Event像各种各样的舰载机，EventConfig则有点儿类似于航空母舰的舰岛。所以如果我们要在PHP中使用Libevent的话，就要首先准备好航空母舰（初始化EventBase），然后准备各种舰载机（初始化各种Event），然后将舰载机拖到弹射位置（add）。

让我们先从一个定时器开始！众所周知，作为PHP版泥腿子一说定时器，绝BI想到的是crontab，难道没了crontab就没法混了么？不，一些人还知道swoole和Workerman。难道生产环境里不安装swoole或者Workerman就没法混了么？不，一些人还知道在Jenkins点两下鼠标就能创建一个定时器。难道没了Jenkins就没法混了么？这个没准可能真就没法混了...

来，老李手把手教你用纯PHP实现一个定时器！
```php
<?php
while ( true ) {
  sleep( 1 );
  // 业务逻辑...
}
```

？？？这TM也能用？？？还真能用，你再配合实现一下守护进程，妥妥的。只是这坨代码还是有些问题的：
- 一是太短了，短到没有自信抬起头来，短到无法相信TA能用
- 二是秒级的，时间粒度太大了

来吧，用定时器来初步接触Libevent吧。这种定时器实际上反馈到Libevent里就是一种[ 时间事件 ]，来一把代码，你们感受下（一定要看注释！）：
```php
<?php
// 初始化一个空的EventConfig
// 用这个空的EventConfig初始化一个EventBase
// 空的虽然没用，但是可以演示基础用法
$o_event_config = new EventConfig();
$o_event_base = new EventBase( $o_event_config );
// 初始化一个 timer类型的Event
// 注意Event的参数：EventBase $base,mixed $fd,int $what,callable $cb [, mixed $arg = NULL ] )
// 第一个参数：就是EventBase
// 第二个参数：PHP中的stream、socket fd等，如果为event为信号类型那么
// 就是信号名比如SIGHUP、SIGSTOP，如果为时间类型为则为-1
// 第三个参数：event-flag，读就是Event::READ写为Event::WRITE
// Event::SIGNAL表示为信号类型事件，Event::TIMEOUT则表示时间事件
// 值得注意的是，这个地方有一个叫做 Event::PERSIST 的参数，这个参数表示持续
// 如果不加这个参数，这个定时器不会持久，只会执行一次
// 第四个参数：回调函数
// 第五个参数：传递给回调函数的参数
$o_timer_event = new Event( $o_event_base, -1, Event::TIMEOUT | Event::PERSIST, function() {
  echo "bingo".PHP_EOL;
} );
// add函数的参数是可选的，参数是一个超时时间
// add函数最大的作用就是将事件挂起准备执行
// 就类似于飞机到航母的弹射器上，准备起飞
// 官方说法叫做：使事件pending起来
$o_timer_event->add( 0.7 );
// 让event_base loop起来～～～我跟你说，你就当是while（true）就行
$o_event_base->loop();
```

这段代码，就是基于Libevent实现的一个毫秒级的定时器。这坨代码给你自信，因为TA是基于Libevent实现的，一来是说出去的时候听着比较唬人，二来是如果出问题了可以先甩锅给Libevent...

上面的demo用时间事件来说明EventConfig、EventBase、Event三个类大概是怎么使用的。这里我需要强调的Event::PERSIST这个参数选项，这个选项是需要和Event::READ、Event::WRITE等进行[ 或运算 ]产生组合作用，这个参数的意思就是[ 使本事件成为持久事件，而不是一次性事件 ]，举个例子上面的定时器代码如果去掉这个配置项，那么这个定时器就仅仅会执行一次。这里我们大胆猜测一下：Workerman或者Swoole里的一次性定时器和持久定时器，大概原理就是这样实现的。

如果我们需要在程序里动态控制事件，比如我们期望在达到某个条件后使得这个事件停止（也就是说使事件不处于pending状态）。demo里已经说明了使得事件pending的方法是add()方法，那么还有一个del()方法可以实现相反的功能，下面这个demo不仅说明了del()用法也说明一下new Event()时候第四个参数（回调函数）与第五个参数（给回调函数的参数）的用法：
```php
<?php
// 先看下第四个参数回调函数的原型
// callback([ mixed $fd [, int $what [, mixed $arg = NULL ]]] )
// 原型中的fd就是new Event()时候的第二个参数
// 原型中的what就是new Event()时候的第三个参数
// 原型中的$arg才是真正的回调参数~~~
$o_event_config = new EventConfig();
$o_event_base = new EventBase( $o_event_config );
// 注意Event的参数：EventBase $base,mixed $fd,int $what,callable $cb [, mixed $arg = NULL ] )
// 第四个参数：回调函数
// 第五个参数：传递给回调函数的参数
$i_diy = time();  // 这就是我们自定义参数
// 注意回调函数里，我还额外用了use()～～～
// use也是可以用的，你们看下
$o_timer_event = new Event( $o_event_base, -1, Event::TIMEOUT | Event::PERSIST, function( $i_fd, $m_what, $i_diy ) use( &$o_timer_event ) {
  // 这句代码可以使用自定义参数
  echo "自定义参数：".$i_diy.PHP_EOL;
  // 下面代码当触发随机数字2的时候，删除事件
  $i_counter = mt_rand( 1, 3 );
  if ( 2 == $i_counter ) {
    var_dump( $o_timer_event->del() );
  }
}, $i_diy );
$o_timer_event->add( 0.5 );
$o_event_base->loop();
```

其实对于定时器的实现，Event类中还提供了两个更为快捷的方法可以实现，Event::timer()方法相当于实例化一个时间事件，addTimer()方法相当于add()，delTimer相当于del()，实际上底层上应该是一回事，此处就不再赘述了。

除了定时器事件，Libevent还能快速实现信号事件：大概意思就是当进程收到某个进程时候就作出相关相应。前面进程那里我们说通过pcntl_signal()和pcntl_async_signals或pcntl_signal_dispatch()也能实现，而Libevent也能轻松包办这些事儿，你可以理解为“ Libevent全家桶 ”。来个demo你们快速看下：
```php
<?php
$o_event_config = new EventConfig();
$o_event_base = new EventBase( $o_event_config );
$o_timer_event = new Event( $o_event_base, SIGTERM, Event::SIGNAL | Event::PERSIST, function() {
  echo "sigterm".PHP_EOL;
} );
$o_timer_event->add();
$o_event_base->loop();
```

众所周知，Libevent官网声称TA是完美支持[ Epoll、Select、Kqueue、Poll 】的，那么Event扩展里有方法使我们可以查看这些吗？没有，全剧终...怎么可能会没有？都说是全家桶了，这种基础支持一定是有的，而且TA不仅支持查看支持的IO复用方法，还能配置不使用某种方法，多TM地幸福啊！幸福如我们，就像幸福的猫咪一样～～～

![](https://ti-node.com/static/upload/PNP/img_68.png#width-full)

```php

<?php
// 查看当前支持的IO复用方法
print_r( Event::getSupportedMethods() );
// 查看默认情况下Libevent使用哪个IO复用
$o_event_base = new EventBase();
echo $o_event_base->getMethod().PHP_EOL;
// 某些情况下我们就只需要指定使用poll，比如某些银行软件只认IE8一样...
$o_event_config = new EventConfig();
$o_event_config->avoidMethod( "select" );
$o_event_config->avoidMethod( "epoll" );
$o_event_base = new EventBase( $o_event_config );
echo $o_event_base->getMethod().PHP_EOL;
$o_event_base->loop();
```

棒不棒？真TM棒！

下面我们聊一个关于epoll的基础点，然后再配合Event表演一波儿。众所周知，epoll有两个很重要的特性：LT与ET：
- LT，全称叫做Level Trigger。这种方式下，如果监听到了有X个事件发生，那么内核态会将这些事件拷贝到用户态，但是可惜的是，如果用户只处理了其中一件，剩余的X-1件出于某种原因并没有理会，那么下次的时候，这些未处理完的X-1个事件依然会从内核态拷贝到用户态。这样做是有阴阳两面的，阳面是事件不会发生丢失，阴面是对于性能来说是一种浪费
- ET，全称叫做Edge Trigger。这种方式下，是鸡血版本的epoll、是释放自我的epoll。这种情况下，如果发生了X个事件，然而你只处理了其中1个事件，那么剩余的X-1个事件就算“丢失”了。性能是上去了，与之俱来的就是可能的事件丢失

这两种模式，我们今天也就初步提一下，具体选择哪个并没有[ 正确与错误 ]之说（这里主要是为了纠正我在Advance-PHP中的错误说法），而是需要结合具体场景和实际情况的。在后面深入的文章里，会详细说这两种情况。今天主要是说明下EventConfig如何控制选择这些Feature。EventConfig有个方法叫做requireFeatures，这个方法接受下列这三个参数之一：
- EventConfig::FEATURE_ET，如果要开启这个选项，那么选用的IO复用方式一定要支持
- EventConfig::FEATURE_O1，选用的IO复用方法必须支持O(1)级别的发现可读/可写的事件
- EventConfig::FEATURE_FDS，选用的IO复用发放不光能支持socket，还能支持其他文件类型的文件描述符

```php

<?php
$o_event_config = new EventConfig();
// 通过requireFeatures方法来配置控制
$o_event_config->requireFeatures( EventConfig::FEATURE_ET );
//$o_event_config->requireFeatures( EventConfig::FEATURE_O1 );
//$o_event_config->requireFeatures( EventConfig::FEATURE_FDS );
$o_event_base = new EventBase( $o_event_config );
// 通过getFeatures获取当前事件base的具体特性
$i_features = $o_event_base->getFeatures();
// 通过&方法，也就是与方法来判断选项是否开启
( $i_features & EventConfig::FEATURE_ET ) and print("ET - edge-triggered IO\n");
( $i_features & EventConfig::FEATURE_O1 ) and print("O1 - O(1) operation for adding/deletting events\n");
( $i_features & EventConfig::FEATURE_FDS ) and print("FDS - arbitrary file descriptor types, and not just sockets\n");
$o_event_base->loop();
```

如果大家有心的话，可以观察到一个现象：在开启EventConfig::FEATURE_ET时候，EventConfig::FEATURE_ET和EventConfig::FEATURE_O1将会同时被开启；而如果最后（也就是第6行）开启EventConfig::FEATURE_FDS，那么EventConfig::FEATURE_ET和EventConfig::FEATURE_O1将会被关闭。

为啥呢？简单说下。当我们在Linux系统下的时候，EventConfig::FEATURE_ET和EventConfig::FEATURE_O1如果被打开，那么IO复用将会采用epoll；然而epoll不支持普通文件，所以当EventConfig::FEATURE_FDS被开启后，O1和ET特性将会被关闭，此时在Linux下poll IO复用是支持普通文件的。那么有同时支持这三个选项的吗？有...你把上述代码弄到Mac下，不出意外的话Kqueue IO复用可以做到同时支持这三个选项。