如何基于 Channel 实现多路复用
前言
首先，我们先介绍一下 SwooleCoroutineClient 的一个限制，那便是同一个连接，不允许同时被两个协程绑定，我们可以进行以下测试。
<?php run(function () { $client = new SwooleCoroutineClient(SWOOLE_SOCK_TCP); $client->set([ 'open_length_check' => true, 'package_length_type' => 'N', 'package_length_offset' => 0, 'package_body_offset' => 4, 'package_max_length' => 1024 * 1024 * 2, ]); $client->connect('127.0.0.1', 9601, 0.5); go(function () use ($client) { $ret = $client->send(str_repeat('xxx', 1000)); $client->recv(); }); go(function () use ($client) { $ret = $client->send('xxx'); $client->recv(); }); }); 当我们执行以上代码，就会抛出以下错误
PHP Fatal error: Uncaught SwooleError: Socket#9 has already been bound to another coroutine#2, reading of the same socket in coroutine#3 at the same time is not allowed in /Users/limingxin/Applications/GitHub/hyperf/repos/multiplex-socket/tests/swoole_client.php:32 Stack trace: #0 /Users/limingxin/Applications/GitHub/hyperf/repos/multiplex-socket/tests/swoole_client.php(32): SwooleCoroutineClient->recv() #1 /Users/limingxin/Applications/GitHub/hyperf/repos/multiplex-socket/vendor/hyperf/utils/src/Functions.php(271): {closure}() #2 /Users/limingxin/Applications/GitHub/hyperf/repos/multiplex-socket/vendor/hyperf/utils/src/Coroutine.php(62): call(Object(Closure)) #3 {main} thrown in /Users/limingxin/Applications/GitHub/hyperf/repos/multiplex-socket/tests/swoole_client.php on line 32 但我们稍微改动一下代码，就不会再次报错，代码如下
<?php run(function () { $client = new SwooleCoroutineClient(SWOOLE_SOCK_TCP); $client->set([ 'open_length_check' => true, 'package_length_type' => 'N', 'package_length_offset' => 0, 'package_body_offset' => 4, 'package_max_length' => 1024 * 1024 * 2, ]); $client->connect('127.0.0.1', 9601, 0.5); $chan = new SwooleCoroutineChannel(1); go(function () use ($client, $chan) { $ret = $client->send(str_repeat('xxx', 1000)); $chan->push(true); $client->recv(); $chan->pop(); }); go(function () use ($client, $chan) { $ret = $client->send('xxx'); $chan->push(true); $client->recv(); $chan->pop(); }); }); 可见，我们只需要让 recv 在一个协程里循环调用，然后再根据收包发到不同的 Channel 当中，这样我们就可以多个协程复用同一个连接。
包体设计
接下来的事情就很简单了，我们设计一个十分简单的包结构。包头为使用 pack N 打包的包体长度，包体为 pack N 打包的 Channel ID 和 数据体。
因为 Swoole 中分包规则已经实现，所以我们可以简单的配置一下实现上述效果
'open_length_check' => true, 'package_length_type' => 'N', 'package_length_offset' => 0, 'package_body_offset' => 4, 'package_max_length' => 1024 * 1024 * 2, 接下来我们只需要实现包体的 打包 和 解包功能即可，我们可以实现一个十分简单的打包器。
<?php declare(strict_types=1); namespace Multiplex; use MultiplexConstractPackerInterface; class Packer implements PackerInterface { public function pack(Packet $packet): string { return sprintf( '%s%s%s', pack('N', strlen($packet->getBody()) + 4), pack('N', $packet->getId()), $packet->getBody() ); } public function unpack(string $data): Packet { $unpacked = unpack('Nid', substr($data, 4, 4)); $body = substr($data, 8); return new Packet((int) $unpacked['id'], $body); } } 服务端
服务端的设计就尤为简单了，因为 Channel 机制主要是给 客户端使用，所以服务端解包之后，原封不动的将 ChannelID 和 数据返回即可。
$server->handle(function (Connection $conn) { while (true) { $ret = $conn->recv(); if (empty($ret)) { break; } Coroutine::create(function () use ($ret, $conn) { $packet = $this->packer->unpack($ret); $id = $packet->getId(); try { $result = $this->handler->__invoke($packet, $this->getSerializer()); } catch (Throwable $exception) { $result = $exception; } finally { $conn->send($this->packer->pack(new Packet($id, $this->getSerializer()->serialize($result)))); } }); } }); 客户端
客户端相比而言，就要麻烦一些。我们需要创建一个 Channel 存储需要 发送的数据，还需要设计一个 Channel Map 存储各个 ID 返回的数据，这样方便 recv 时，直接使用 Channel::pop() 获得数据，这样一来就可以很方便的将 业务客户端与实际客户端进行解耦。
下述代码中，我们创建了两个协程，循环调用 Client::send 和 Client::recv 方法。
protected function loop(): void { if ($this->chan !== null && ! $this->chan->isClosing()) { return; } $this->chan = $this->getChannelManager()->make(65535); $this->client = $this->makeClient(); Coroutine::create(function () { try { $chan = $this->chan; $client = $this->client; while (true) { $data = $client->recv(); if (! $client->isConnected()) { break; } if ($chan->isClosing()) { break; } $packet = $this->packer->unpack($data); if ($channel = $this->getChannelManager()->get($packet->getId())) { $channel->push( $this->serializer->unserialize($packet->getBody()) ); } } } finally { $chan->close(); $client->close(); } }); Coroutine::create(function () { try { $chan = $this->chan; $client = $this->client; while (true) { $data = $chan->pop(); if ($chan->isClosing()) { break; } if (! $client->isConnected()) { break; } if (empty($data)) { continue; } $client->send($data); } } finally { $chan->close(); $client->close(); } }); } 实现组件
最后，根据上述的想法，我们实现了以下两个组件
multiplex multiplex-socket
随手写了两段代码，对多路复用和连接池进行测试，我们创建 10000 个协程，同时调用服务端，当服务端接收到数据，立马返回的情况下
二者差距不大，完全结束都在 0.3-0.5 秒之间。
但当我们在返回数据前，睡眠 10 毫秒的情况下，多路复用所用的时间要低于连接池的十分之一。
不仅速度更快，多路复用的连接，从始至终只用到 1 个，但连接池却起了 100 个连接，综合来说，多路复用要比使用连接池表现的更加优秀。
示例
客户端
<?php declare(strict_types=1); require_once __DIR__ . '/../vendor/autoload.php'; run(function () use ($max) { $client = new MultiplexSocketClient('127.0.0.1', 9601); for ($i = 0; $i < $max; ++$i) { go(function () use ($client, $channel) { $client->request('World.'); }); } }); 服务端
<?php declare(strict_types=1); use MultiplexPacket; use MultiplexSocketServer; require_once __DIR__ . '/../vendor/autoload.php'; run(function () { $server = new Server(); $config = collect([]); $server->bind('0.0.0.0', 9601, $config)->handle(static function (Packet $packet) { return 'Hello ' . $packet->getBody(); })->start(); }); 写在最后
Hyperf 是基于 Swoole 4.5+ 实现的高性能、高灵活性的 PHP 协程框架，内置协程服务器及大量常用的组件，性能较传统基于 PHP-FPM 的框架有质的提升，提供超高性能的同时，也保持着极其灵活的可扩展性，标准组件均基于 PSR 标准 实现，基于强大的依赖注入设计，保证了绝大部分组件或类都是 可替换 与 可复用 的。
框架组件库除了常见的协程版的 MySQL 客户端、Redis 客户端，还为您准备了协程版的 Eloquent ORM 、WebSocket 服务端及客户端、JSON RPC 服务端及客户端、GRPC 服务端及客户端、Zipkin/Jaeger (OpenTracing) 客户端、Guzzle HTTP 客户端、Elasticsearch 客户端、Consul 客户端、ETCD 客户端、AMQP 组件、Apollo 配置中心、阿里云 ACM 应用配置管理、ETCD 配置中心、基于令牌桶算法的限流器、通用连接池、熔断器、Swagger 文档生成、Swoole Tracker 、Blade 和 Smarty 视图引擎、Snowflake 全局 ID 生成器 等组件，省去了自己实现对应协程版本的麻烦。
Hyperf 还提供了 基于 PSR-11 的依赖注入容器、注解、AOP 面向切面编程、基于 PSR-15 的中间件、自定义进程、基于 PSR-14 的事件管理器、Redis/RabbitMQ 消息队列、自动模型缓存、基于 PSR-16 的缓存、Crontab 秒级定时任务、Translation 国际化、Validation 验证器 等非常便捷的功能，满足丰富的技术场景和业务场景，开箱即用。