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phpyield关键字以及协程的实现

原作者: [db:作者] 来自: [db:来源] 收藏 邀请

php的yield是在php5.5版本就出来了,而在初级php界却很少有人提起,我就说说个人对php yield的理解

 

在php中,除了数组,对象可以被foreach遍历之外,还有另外一种特殊对象,也就是继承了iterator接口的对象,也可以被对象遍历,但和普通对象的遍历又有所不同,下面是3种类型的遍历情况:


 

 

可以看出,迭代器的遍历,会依次调用重置,检查当前数据,返回当前指针数据,指针下移方法,结束遍历的条件在于检查数据返回true或者false

 

 

生成器

生成器和迭代器类似,但也完全不同

生成器允许你在 foreach 代码块中写代码来迭代一组数据而不需要在内存中创建一个数组, 那会使你的内存达到上限,或者会占据可观的处理时间。相反,你可以写一个生成器函数,就像一个普通的自定义函数一样, 和普通函数只返回一次不同的是, 生成器可以根据需要 yield 多次,以便生成需要迭代的值。

生成器使用yield关键字进行生成迭代的值

 

例如:

 

一:生成器方法

生成器它的内部实现了以下方法:

Generator implements Iterator {    //返回当前产生的值    public mixed current ( void )    //返回当前产生的键    public mixed key ( void )    //生成器继续执行    public void next ( void )    //重置迭代器,如果迭代已经开始了,这里会抛出一个异常。    public void rewind ( void )    //向生成器中传入一个值,当前yield接收值,然后继续执行下一个yield    public mixed send ( mixed $value )    //向生成器中抛入一个异常    public void throw ( Exception $exception )    //检查迭代器是否被关闭,已被关闭返回 FALSE,否则返回 TRUE    public bool valid ( void )    //序列化回调    public void __wakeup ( void )    //返回generator函数的返回值,PHP version 7+    public mixed getReturn ( void ) }

二:语法

生成器的语法有很多种用法,需要一一说明,首先,yield必须有函数包裹,包裹yield的函数称为"生成器函数",该函数将返回一个可遍历的对象

 

1:颠覆常识的yield

 

可能你在这发现了几个东西,和之前php完全不同的认知,如果你没发现,额,那我提出来吧

1:在调用函数返回的时候,可以发现for里面的语句并没有执行

2:在遍历一次的时候,可以发现调用函数,却没有正常的for循环3次,只循环了一次

3:在遍历一次的情况时,"存在感2"竟然没有调用,在一直遍历的情况下才调用

 

再看看另一个例子:

 

 

什么????while(ture)竟然还能正常的执行下去???没错,生成器函数就是这样的,根据这个例子,我们发现了这些东西:

1:while(true)没有阻塞调用函数下面的代码执行,却导致了下面的echo "额额额"和return 无法执行

2:return 返回值竟然是没有作用的

3:send(1)时,没有echo "哈哈",send(2)时,才开始出现"哈哈",

 

2:yield的其他语法

yield表达式中,也可以赋值,但赋值需要使用括号包裹:

 

只需要在表达式后面加上$key=>$value,即可生成键值的数据:

 

 

在函数前增加引用定义,就可以像returning references from functions(从函数返回一个引用)一样 引用生成值

 

 

 

三:特性总结

1:yield是生成器所需要的关键字,必须在函数内部,有yield的函数叫做"生成器函数"

2:调用生成器函数时,函数将返回一个继承了Iterator的生成器

3:yield作为表达式使用时,可将一个值加入到生成器中进行遍历,遍历完会中断下面的语句运行,并且保存状态,当下次遍历时会继续执行(这就是while(true)没有造成阻塞的原因)

4:当send传入参数时,yield可作为一个变量使用,这个变量等于传入的参数

 

协程

一:实现个简单的协程

协程,是一种编程逻辑的转变,使多个任务能交替运行,而不是之前的一直根据流程往下走,举个例子

当有一个逻辑,每次调用这个文件时,该文件要做3件事:

1:写入300个文件

2:发送邮件给500个会员

3:插入100条数据

代码:

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<?php
function task1(){
    for ($i=0;$i<=300;$i++){
        //写入文件,大概要3000微秒
        usleep(3000);
        echo "写入文件{$i}\n";
    }
}
function task2(){
    for ($i=0;$i<=500;$i++){
        //发送邮件给500名会员,大概3000微秒
        usleep(3000);
        echo "发送邮件{$i}\n";
    }
}
function task3(){
    for ($i=0;$i<=100;$i++){
        //模拟插入100条数据,大概3000微秒
        usleep(3000);
        echo "插入数据{$i}\n";
    }
}
task1();
task2();
task3();

这样,就实现了这3个功能了,然而,技术组长又说:

能不能改成交替运行呢?

就是说,写入文件一次之后,马上去发送一次邮件,然后再去插入一条数据

 

然后我改一改:

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<?php
function task1($i)
{
    //使用$i标识 写入文件,大概要3000微秒
    if ($i > 300) {
        return false;//超过300不用写了
    }
    echo "写入文件{$i}\n";
    usleep(3000);
    return true;
}
 
function task2($i)
{
    //使用$i标识 发送邮件,大概要3000微秒
    if ($i > 500) {
        return false;//超过500不用发送了
    }
    echo "发送邮件{$i}\n";
    usleep(3000);
    return true;
}
 
function task3($i)
{
    //使用$i标识 插入数据,大概要3000微秒
    if ($i > 100) {
        return false;//超过100不用插入
    }
    echo "插入数据{$i}\n";
    usleep(3000);
    return true;
}
 
$i           = 0;
$task1Result = true;
$task2Result = true;
$task3Result = true;
while (true) {
    $task1Result && $task1Result = task1($i);
    $task2Result && $task2Result = task2($i);
    $task3Result && $task3Result = task3($i);
    if($task1Result===false&&$task2Result===false&&$task3Result===false){
        break;//全部任务完成,退出循环
    }
    $i++;
}

 

运行一下:

代码1:

 

代码2:

 

确实是实现了任务交替执行,但是代码2明显让代码变的非常的难读,扩展性也很差,那么,有没有更好的方式实现这个功能呢?

这时候我们就必须借助yield了

首先,我们得封装一个任务类:

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/**
 * 任务对象
 * Class Task
 */
class Task {
    protected $taskId;//任务id
    protected $coroutine;//生成器
    protected $sendValue = null;//生成器send值
    protected $beforeFirstYield = true;//迭代指针是否是第一个
 
    public function __construct($taskId, Generator $coroutine) {
        $this->taskId = $taskId;
        $this->coroutine = $coroutine;
    }
 
    public function getTaskId() {
        return $this->taskId;
    }
 
    /**
     * 设置插入数据
     * @param $sendValue
     */
    public function setSendValue($sendValue) {
        $this->sendValue = $sendValue;
    }
 
    /**
     * send数据进行迭代
     * @return mixed
     */
    public function run() {
        //如果是
        if ($this->beforeFirstYield) {
            $this->beforeFirstYield = false;
            var_dump($this->coroutine->current());
            return $this->coroutine->current();
        else {
            $retval $this->coroutine->send($this->sendValue);
            $this->sendValue = null;
            return $retval;
        }
    }
 
    /**
     * 是否完成
     * @return bool
     */
    public function isFinished() {
        return !$this->coroutine->valid();
    }
}

 

这个封装类,可以更好的去调用运行生成器函数,但只有这个也是不够的,我们还需要一个调度任务类,来代替前面的while:

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/**
 * 任务调度
 * Class Scheduler
 */
class Scheduler {
    protected $maxTaskId = 0;//任务id
    protected $taskMap = []; // taskId => task
    protected $taskQueue;//任务队列
 
    public function __construct() {
        $this->taskQueue = new SplQueue();
    }
 
    public function newTask(Generator $coroutine) {
        $tid = ++$this->maxTaskId;
        //新增任务
        $task new Task($tid$coroutine);
        $this->taskMap[$tid] = $task;
        $this->schedule($task);
        return $tid;
    }
 
    /**
     * 任务入列
     * @param Task $task
     */
    public function schedule(Task $task) {
        $this->taskQueue->enqueue($task);
    }
 
    public function run() {
        while (!$this->taskQueue->isEmpty()) {
            //任务出列进行遍历生成器数据
            $task $this->taskQueue->dequeue();
            $task->run();
 
            if ($task->isFinished()) {
                //完成则删除该任务
                unset($this->taskMap[$task->getTaskId()]);
            else {
                //继续入列
                $this->schedule($task);
            }
        }
    }
}

 

很好,我们已经有了一个调度类,还有了一个任务类,可以继续实现上面的功能了:

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function task1()
{
    for ($i = 0; $i <= 300; $i++) {
        //写入文件,大概要3000微秒
        usleep(3000);
        echo "写入文件{$i}\n";
        yield $i;
    }
}
 
function task2()
{
    for ($i = 0; $i <= 500; $i++) {
        //发送邮件给500名会员,大概3000微秒
        usleep(3000);
        echo "发送邮件{$i}\n";
        yield $i;
    }
}
 
function task3()
{
    for ($i = 0; $i <= 100; $i++) {
        //模拟插入100条数据,大概3000微秒
        usleep(3000);
        echo "插入数据{$i}\n";
        yield $i;
    }
}
 
$scheduler new Scheduler;
 
$scheduler->newTask(task1());
$scheduler->newTask(task2());
$scheduler->newTask(task3());
 
$scheduler->run();

 

除了上面的2个类,task函数和代码1不同的地方,就是多了个yield,那我们试着运行一下:

 

很好,我们已经实现了可以调度任务,进行任务交叉运行的功能了,这就是"协程"

协程可以将多个不同的任务交叉运行

 

二:协程与调度器的通信

我们在上面已经实现了一个协程封装了,但是任务和调度器缺少了通信,我们可以重新封装下,使协程当中能够获取当前的任务id,新增任务,以及杀死任务

先封装一下调用的封装:

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class YieldCall
{
    protected $callback;
 
    public function __construct(callable $callback)
    {
        $this->callback = $callback;
    }
 
    /**
     * 调用时将返回结果
     * @param Task $task
     * @param Scheduler $scheduler
     * @return mixed
     */
    public function __invoke(Task $task, Scheduler $scheduler)
    {
        $callback $this->callback;
        return $callback($task$scheduler);
    }
}

同时我们需要小小的改动下调度器的run方法:

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public function run()
{
    while (!$this->taskQueue->isEmpty()) {
        $task   $this->taskQueue->dequeue();
        $retval $task->run();
 
        //如果返回的是YieldCall实例,则先执行
        if ($retval instanceof YieldCall) {
            $retval($task$this);
            continue;
        }
        if ($task->isFinished()) {
            unset($this->taskMap[$task->getTaskId()]);
        else {
            $this->schedule($task);
        }
    }
}

 

新增 getTaskId函数去返回task_id:

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function getTaskId()
{
    //返回一个YieldCall的实例
    return new YieldCall(
        //该匿名函数会先获取任务id,然后send给生成器,并且由YieldCall将task_id返回给生成器函数
        function (Task $task, Scheduler $scheduler) {
            $task->setSendValue($task->getTaskId());
            $scheduler->schedule($task);
        }
    );
}

然后,我们再修改下task1,task2,task3函数:

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鲜花

握手

雷人

路过

鸡蛋
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