前言
Swoole
内核团队开设的专栏，会逐渐投入精力写文章介绍
Swoole
的开发历程，实现原理，应用实践等，大家可以更好的交流，共同学习，建设
PHP
生态。
协程调度
去年
Swoole
推出了
4.0
版本后，完整的支持
PHP
协程，我们可以基于协程实现
CSP
编程，身边的开发者惊呼，原来PHP代码还可以这样写。
Swoole
的协程默认是基于IO调度，程序中有阻塞会自动让出当前协程，协程的各种优势我们不在这里展开讨论。如果是
IO
密集型的场景，可以表现得很不错。但是对于
CPU
密集型的场景，会导致一些协程因为得不到
CPU
时间片被饿死。
抢占式调度
我们在今年年初就计划实现
Swoole
的抢占式调度，以满足实现有些场景下的不均衡调度带来的问题。我们中间经历了几个版本，在这里和大家分享一下开发过程中的动机和解决办法。
我们目的是为了均衡调度每个协程的
CPU
时间，比如协程3需要比较长的执行时间，我们必须把协程3的
CPU
时间主动中断，而不依赖
IO
事件，使得每个协程得到平均的执行时间。
起初，我们的想法是可以从
PHP
的循环中自动检测执行实践，若达到限制，可以自动让出当前协程。因为毕竟很少有人一马平川的写出占用很多
CPU
的代码，大都通过循环条件来控制。我们
hook
循环指令，每次执行循环指令的时候，都来检查协程的执行时间，我们很欣喜的得到了最初的版本。但是这样做比较hack，而且
opcode
经过
opcache
优化后，情况会变得有些复杂。
后来我们使用
PHP
的
ticks
机制，也就是在
PHP
代码编译期间，注入
ticks
指令，可以执行相应的函数，我们可以在这些函数中检测处理协程的时间，达到抢占式的效果，但是这里有一个问题，
PHP
的
declare(ticks=N)
语法，只对当前脚本范围有效，也就是说项目稍微大点，
require
或者
include
进来的脚本，并不会自动注入
ticks
指令，这样
Swoole
开发者几乎是无法接受的。我们也试图给
PHP
官方提一个PR，可以在扩展层设置一个全局默认的
ticks
，但是官方不愿意采纳我们的提交，因为官方觉得这个功能对性能损耗比较大，而且有可能在
PHP8
移除这个功能。其实经过实测这个性能损耗并不大，而且我们已经在生产环境验证，并取得了显著的效果，即可以让出某些
CPU
密集的逻辑部分，使得服务整个相应时间更加均衡。
下图是我们生产环境一个RPC接口的调用端统计数据对比，客户端等待超时时间为2s,超时则统计为错误。
左边一侧是没有抢占式调度，右侧是开了抢占式调度，可以发现，左侧总是会有偶尔超时情况，而经过优化之后，没有一个超时的请求，请求响应时间非常平滑，提升了服务的稳定性。
可以从上图看出，由于抢占式调度的加入，去除了请求耗时高的毛刺，使得平均请求时间变得更加平滑，稳定。
想要做抢占式调度，对于
PHP
来说，有两个途径
-
单线程的
PHP
的执行流，通过执行指令做文章，可以在
PHP
执行流程中注入逻辑，以检查执行时间，再加上
Swoole
的协程能力，可以在不同的协程中切换，以达到抢占
CPU
的目的。 - 考虑开线程，负责检查当前执行协程执行时间。
经过以上办法的尝试，注入指令的路数基本是无法得到官方的支持，我们只能另谋出路，多开一个线程，只负责检查当前协程。具体的做法是，利用
PHP-7.1.0
引入的
VM interrupt
机制，默认每隔5ms检查一下当前协程是否达到最大执行时间，默认为10ms，如果超过，则让出当前协程，达到被其他协程抢占的目的。
示例代码
需要
Swoole 4.4
或更高版本
<?php
Co::set(['enable_preemptive_scheduler' => 1]);
$start = microtime(1);
echo "start\n";
$flag = 1;
go(function () use (&$flag) {
echo "coro 1 start to loop\n";
$i = 0;
for (;;) {
if (!$flag) {
break;
}
$i++;
}
echo "coro 1 can exit\n";
});
$end = microtime(1);
$msec = ($end - $start) * 1000;
echo "use time $msec\n";
go(function () use (&$flag) {
echo "coro 2 set flag = false\n";
$flag = false;
});
echo "end\n";
执行结果
start coro 1 start to loop use time 11.121988296509 coro 2 set flag = false end coro 1 can exit
可以发现，代码逻辑可以从第一个协程的死循环中自动
yield
出来,执行第二个协程，如果没有这个特性，第二个协程永远不会被执行，导致被饿死。而这样做，第二个协程可以顺利被执行，最后执行结束后，第一个协程也会接着继续往下执行。达到我们的第二个协程主动抢占第一个协程
CPU
的效果。
这个特性在生产环境非常有用，尤其是对于实时系统或者响应时间比较敏感的场景。
最后
感谢大家对
的长期支持和关注。
以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持脚本之家。
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