Swow 是一個使用 PHP 和 C 編寫的高性能純協(xié)程網(wǎng)絡(luò)通信引擎。它致力于使用最小C核心及多數(shù)PHP代碼以支持PHP高性能網(wǎng)絡(luò)編程。

協(xié)程

Swow實現(xiàn)了一套有史以來最完整的PHP協(xié)程模型，它全面釋放了PHP的真正實力，使得開發(fā)者可以做到以往難以想象的事情。

高性能

支持每秒百萬次上下文切換。且由于Swow支持純C協(xié)程與PHP協(xié)程混合運行，兩者之間僅進行C棧單棧上下文切換，且Swow的事件調(diào)度器就是純C協(xié)程，因此大部分協(xié)程切換都是單棧切換，其切換速度遠超C + PHP的雙棧切換。

高可控

現(xiàn)在協(xié)程可以使得PHP虛擬機像一個迷你操作系統(tǒng)一樣，其中運行的協(xié)程近似于操作系統(tǒng)的進程/線程，開發(fā)者能夠以超細粒度任意操控這些協(xié)程，如查看所有協(xié)程的運行狀態(tài)、attach進入?yún)f(xié)程、單步調(diào)試跟蹤、查看協(xié)程棧乃至每個棧幀、查看或修改協(xié)程內(nèi)變量、中斷協(xié)程或殺死協(xié)程等。

基于這樣的可控性，開發(fā)者還可以借助WatchDog組件對陷入死循環(huán)或處于IO阻塞的協(xié)程進行警報、中斷、讓出甚至殺死等多種處理，以避免個別協(xié)程影響到程序整體穩(wěn)定性。

并且，其與進程設(shè)計哲學的契合性，也決定了協(xié)程應(yīng)用的健壯性極佳。正如單個進程的崩潰不會導(dǎo)致整個系統(tǒng)的崩潰一樣，單個協(xié)程的崩潰也不會導(dǎo)致整個進程的崩潰，并且得益于PHP強大的異常機制和資源管理能力，與協(xié)程綁定的相關(guān)資源都能被安全地釋放。你無需再為未捕獲的異常殫精竭力，也不要再去捕獲Throwable，遇到未知的錯誤請Let it crash。

易兼容

無需創(chuàng)建協(xié)程也無需判斷是否在協(xié)程環(huán)境，在Swow中，所及之處，皆為協(xié)程，打開編輯器，即刻就可以開始書寫你的代碼！這也意味著它將更好地兼容已有的生態(tài)，我們再也不需要為PHPUnit重寫一個由協(xié)程包裹的入口。

事件驅(qū)動

Swow基于協(xié)程事件庫libcat開發(fā)，libcat又基于異步事件庫libuv開發(fā)，得益于此，我們擁有了經(jīng)過工業(yè)級驗證的事件循環(huán)驅(qū)動，并且它支持幾乎所有常見操作系統(tǒng)。因此，Swow也是首個能在原生Windows平臺運行，且通過IOCP驅(qū)動的PHP協(xié)程網(wǎng)絡(luò)編程引擎。由于libuv遵循Proactor模型，不久后我們又可以在Linux下免費獲得由新特性io_uring帶來的可觀性能提升。

PHP可編程性

最小C核心意味著底層不再包攬所有事務(wù)，而是僅提供最細粒度的基礎(chǔ)接口，即擴展層不再像是一個框架(framework)，而更像是庫(library)，這將使PHP的編程能力最大化。

且隨著PHP8和JIT的到來，我們?yōu)槭裁催€要大量使用C或是C++來完成那些PHP也能做到的工作呢？更多地使用PHP而不是C、C++，也契合了PHP內(nèi)核的未來發(fā)展方向。

更強的可編程性也帶來了更多的可能性。試想一下，曾經(jīng)你想寫一個簡單的WAF程序，通過檢測IP或是解析HTTP頭部來實施一些鑒權(quán)操作，但當你在回調(diào)中拿到請求對象時，底層已經(jīng)替你完成了整個請求的接收，龐大的HTTP報文解析或許已經(jīng)損害了你的程序性能。

但現(xiàn)在，Swow提供的Buffer模塊使得PHP可以像C一樣精細地進行內(nèi)存管理，結(jié)合Socket模塊和一些協(xié)議解析器，它允許你掌握小到每個字節(jié)的接收和解析，或許在未來開發(fā)者完全可以使用Swow編寫高性能的網(wǎng)關(guān)程序，一切都可以通過PHP編程的方式改變，且它們?nèi)际莾?nèi)存安全的。

現(xiàn)代化

面向?qū)ο?/h3>

Swow在面向?qū)ο蟮牡缆飞虾蚉HP的進化路線如出一轍，不管是早期的PHP或是其它有悠久歷史的擴展，對于API的設(shè)計大都是面向過程的，而經(jīng)過多年發(fā)展，PHP社區(qū)早已是面向?qū)ο蟮奶煜?，PHP也為內(nèi)建API的面向?qū)ο笾С侄恍概ΑＣ嫦驅(qū)ο笫沟梦覀兛梢愿玫鼗赟wow庫進行二次封裝，我們可以直接繼承內(nèi)部類并實現(xiàn)PSR接口以0成本支持PSR規(guī)范，這在實際應(yīng)用中讓我們的程序性能得到了極大的提升。

擁抱異常

Swow在錯誤處理方面和PHP的改革理念也是一致的，PHP8干掉了大量的notice、warning、error，轉(zhuǎn)而使用基于異常機制的Error/Exception，極大地增強了程序的健壯性（不要再讓錯誤的程序繼續(xù)運行下去）。

曾經(jīng)我們要求開發(fā)者在每個IO操作后檢查返回值，否則程序就可能陷入非預(yù)期的錯誤狀態(tài)中，這樣的編碼方式，無異于是一種歷史的倒退，干掉if ($err != null)，擁抱異常機制，才是正確的發(fā)展道路。

而基于上述改進，我們現(xiàn)在能以鏈式調(diào)用的方式書寫代碼，使代碼變得更加簡潔且富有節(jié)奏感。

綠色增強

Swow和Opcache非常相似，兩者都允許開發(fā)者在幾乎不改變代碼的情況下，僅通過開啟擴展就能使得應(yīng)用程序獲得免費大量的能力提升。即保證相同的代碼具有一致的輸出結(jié)果，但它們在底層所運行的指令或是系統(tǒng)調(diào)用可能不盡相同。

因此，Swow理所當然地支持所有SAPI（CLI，F(xiàn)PM等）。但需要注意的是，受制于FPM的模型，你無法簡單地通過開啟Swow直接獲得性能上的提升，但它仍能在功能上對FPM進行增強（如并發(fā)請求接口、執(zhí)行異步任務(wù)等）。

此外，即使是傳統(tǒng)的同步阻塞應(yīng)用，也可以使用Swow生態(tài)下的應(yīng)用組件，如使用Swow提供的Debugger工具對程序進行斷點調(diào)試分析等。

線程安全

Swow支持在PHP的ZTS（Zend Thread Safety）版本下運行，即基于內(nèi)存隔離的多線程支持。

這意味著它可以和parallel、pthreads等多線程擴展很好地結(jié)合使用，但Swow本身不會提供任何多線程支持。

學習成本

Swow是否又是一個全新的輪子？答案是否定的。如果你熟悉如Swoole這樣的協(xié)程庫，那么你幾乎無需任何學習成本就可以上手Swow，反之，Swow可能更易于上手，因為它更現(xiàn)代化，面向?qū)ο?、異常機制、純協(xié)程、零異步回調(diào)等一切特性都只為了讓你的編碼更加從容優(yōu)雅。

此外，如果你的項目使用了社區(qū)流行協(xié)程框架，那么它的升級成本可能僅和由PHP5升級到PHP7相當，并且你還可能因此獲得20%的免費性能提升和可觀的內(nèi)存占用縮減。

現(xiàn)階段的Swow非常適合技術(shù)先驅(qū)和極客們嘗鮮，它將走在PHP異步協(xié)程技術(shù)的前沿，擁抱變化甚至引領(lǐng)變化。

編程理念

Swow遵循CSP的并發(fā)模型，而不是Callback模型。在實現(xiàn)上來說，協(xié)程是異步回調(diào)的超集，通過創(chuàng)建新的協(xié)程可以模擬異步回調(diào)，而反之則不行。

兩個問題

Swoole/Swow對于并發(fā)網(wǎng)絡(luò)編程支持的技術(shù)抉擇終結(jié)于克服兩個巨大的現(xiàn)實技術(shù)難題：一個是回調(diào)地獄，另一個是生態(tài)。

一個選擇

PHP異步網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)的奠基者Swoole早期就嘗試了異步回調(diào)模型，但在實際開發(fā)中該技術(shù)常常制造出難以維護的代碼，而協(xié)程技術(shù)可以解決嵌套異步回調(diào)代碼可維護性極差的問題并減輕開發(fā)者的心智負擔。

而選擇有棧協(xié)程技術(shù)而不是無棧協(xié)程，則是為了更好地復(fù)用已有的龐大的PHP生態(tài)。在這一點上，其它已知的異步事件庫都走在了與PHP原有生態(tài)更加割裂的方向上。在Swow中，我們可以完美復(fù)用大量的PHP網(wǎng)絡(luò)設(shè)施庫及基于它們開發(fā)的海量PHP包支持而無需修改任何代碼。

協(xié)程思維

此外，在純協(xié)程的編程理念中，我們不應(yīng)再以異步回調(diào)的方式去思考代碼實現(xiàn)。以實現(xiàn)一個有限次數(shù)的定時任務(wù)為例，我們不再應(yīng)該先想到異步定時器，使用異步定時器實現(xiàn)我們需要借助全局變量上下文保存狀態(tài)并對其計數(shù)，在執(zhí)行指定次數(shù)后刪除定時器，而在協(xié)程的方式下，我們只是簡單地新建一個協(xié)程并for循環(huán)指定次數(shù)，每次循環(huán)通過sleep()掛起指定的時間，再執(zhí)行任務(wù)。

顯然協(xié)程方式的好處是代碼直觀且上下文信息不會丟失。異步定時器的每次執(zhí)行都需要一個全新的回調(diào)堆棧，在異步混合協(xié)程的實現(xiàn)下，每次回調(diào)都必須創(chuàng)建一個新的協(xié)程，此時純協(xié)程實現(xiàn)的各種好處就不言而喻了。