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以下内容根据演讲高朋视频分享以及PPT整理而成。
Socket编程网络编程又可称为Socket编程。编程分为基于Server端开拓与基于Client端开拓两部分。基于Server真个编程由四大步骤组成，开拓者首先创建Socket，利用bind与listen函数绑定监听地址及相应的端口，末了利用accept函数接管来自监听真个要求。Client真个操作较为简便，开拓者在创建Socket后利用connect函数对做事器端进行连接即可实现。
下图所示为Client端与Server真个协作示意图。Client端首先向Server端发起带有SYN标识的握手要求，Server端接管到要求后，返回给Client端带有SYN与ACK标识的要求并将Client端中的RCVD文件加载至行列步队中，在三次握手完成之后，该文件描述符将被添加至accept行列步队中等待下一步逻辑处理。
下图所示为Socket编程的实当代码
在Socket编程中，Socket的读写状态判断十分主要。Socket可读条件分为以下四条：
该套接字吸收缓冲区中的数据字节数大于即是套接字吸收缓存区低水位。该连接的读半部关闭（也便是吸收了FIN的TCP连接）。有新链接到达可读，该套接字是一个listen的监听套接字，并且目前已经完成的连接数不为0。有一个Socket有非常缺点条件待处理.对付这样的Socket读操作将不会壅塞,并且返回一个缺点(-1),errno则设置成明确的缺点条件。以上条件中，第一条件与第三条件较为主要。对付TCP和UDP套接字而言，缓冲区低水位的值默认为1，在默认情形下，缓冲区中的数据均为可读。当为Socket收到connect要求,实行了三次握手的第一步吸收SYN要求后，Socket便处于可读状态。对这样的套接字进行accept操作常日不会壅塞。对应于Socket可读条件的判断，Socket可写条件也分为以下四条：
该套接字发送缓冲区中的可用空间字节数大于即是套接字发送缓存区低水位标记时，并且该套接字已经成功连接。该连接的写半部关闭。利用非壅塞的connect套接字已建立连接，或者connect已经以失落败告终。有一个缺点的套接字待处理。下图举了生活中与网络壅塞类似的生活事例来展示该过程。在用户得手机店修手机的过程中，用户在手机店不做任何事，等待老板将手机修睦类似于网络同步壅塞过程；用户在店中做些其他事情，时时讯问老板手机是否修睦类似于同步非壅塞过程；用户回到家中，等待手机店老板修睦后的电话类似于异步壅塞过程；用户回到家中做其他事情，等待老板修睦后的电话类似于多路IO 复用、异步非壅塞过程。在一款运用开拓初期，运用的用户不多，做事器相对的哀求同样不高，此时开拓者可以利用多进程策略进行运用的开拓，以此加快开拓效率。下图所示为多进程同步壅塞开拓的伪代码。
当业务量扩大，系统须要进行优化时，开拓者可以对每个子进程中的套接字进行监听，其伪代码如下图所示。
IO复用与Reactor
当系统的用户及业务量扩大到一定规模时，开拓者可以利用多路IO复用、Reactor及异步非壅塞等方法对系统进行改进。如下图所示，在这些系统调用中，Select方法存在内存开销大，支持文件描述符数量少的缺陷。目前Epoll系统调用办法霸占开拓的主流位置，Epoll办法采取了红黑树的数据构造模式，同时拥有就绪列表rdlist，当套接字中存在可读或可写的事宜时，该事宜将被直接添加到就绪列表当中，从而使系统省去了轮询所有套接字属性的过程，提高了系统的实行效率。
（1）操作系统调度事理
操作系统进程调用时分为正在运行，壅塞运行及等待运行三个状态。在处理进程的过程中，内核会不断发生中断，比如三次握手过程中，当ACK发送时，内核会触发中断，系统此时须要放下正在实行的任务，去处理TCP的任务。处理完成后，系统结束中断处理并规复运行被打断的进程。下图所示为操作系统进程调度的一些方法。
在三次握手中，系统实行以下三个步骤完成操作系统的调度：
1.网卡收到数据：网卡收到SYN，触发内核中断，系统将直接打断当前实行的进程，同时CPU将会把套接字加入到Socket Queue行列步队当中进行存储。
2.中断回调：若当前没有新的连接，accept将壅塞到系统调用上，并将套接字注册到Wait Queue上。
3.系统中断回调：当新的连接产生时，Wait Queue行列步队将触发回调函数，将相应数据加载至rdlist列表中。
若网卡收到ACK，则连续触发内核中断，内核完成标准的三次握手，将连接从半连接行列步队移入连接行列步队，于是 listen Socket有可读事宜，内核调用listen Socket的Wait Queue的唤醒回调函数，将之前壅塞的accept进程置为 Ready调度状态。
（2）Epoll的在调度中的浸染
Epoll紧张用来监听Socket的可读可写过程，在Epoll创建时，开拓者须要传对应文件描述符EPOLLIN与EPOLLOUT作为可读与可写的参数标志，epoll_wait函数拥有accept的功能，会在事宜发送后提醒开拓者。下图罗列了Epoll中的参数与紧张方法。
将Socket创建与accept过程转化为Epoll的代码示意图如下所示。首先将fd作为描述符加入创建好的Epoll中，同时把开拓者想要监听的可读可写事宜也注册入Epoll之中。当listen fd监听到事宜时，利用accept方法将该fd描述符设为可读事宜，并再次将其加入到Epoll的监听数组中，此时期表真正的客户端连接已接入。
Swoole进程模型与ReactorReactor模型的创建与利用较为大略，个中含有以下四个方法：
Add方法：添加一个Socket到Reactor之中。Set方法：修正Socket对应的事宜，如可读可写事宜等。Del方法：从Reactor中移除相应的工具。Callback方法：事宜发生后回调指定的函数方法。Swoole目前利用较多的模式为单线程模式与进程模式。在单线程模式中，系统利用Worker监听accept与链接，当Worker挂掉后会对系统产生一些影响。进程模式的Swoole办理了这些问题。下图为两种模式的详细比拟。在进程模式中，系统采取MainReactor线程监听accept，线程将涌现的问题抛给Worker进程进行处理，这样纵然单个Worker进程挂掉也不会对系统产生任何的影响。下图所示为进程模式的系统构造示意图。
下图展示了对Swoole模式的调用代码示意。在用户利用客户端去连接做事器的过程中，系统首先注册可读可写与超时三个状态回调函数。客户端与做事器连接成功时，套接字变为可写状态，系统调用可写状态的回调函数，在回调函数中处理干系的数据。
Swoole协程实现事理Swoole协程是由事宜驱动与栈切换两步共同实现完成的。
在C措辞环境中，事宜的调用每每利用堆栈进行处理。在堆栈中，指针EBP指向堆栈栈底，指针ESP指向堆栈栈顶，在函数调用之后，每个EBP的返回值会返回上一个EBP的地址。以此来进行事宜调用的检索。下图所示为C措辞中的事宜调用示意图。
在PHP中的函数调用步骤如下图所示。PHP首先通过词法剖析与语法剖析将代码编译针言法树，语法树中的每一个语法会被编译入opcode，语法中的每一个函数会以oparray的形式存入构造体EG中，EG构造体利用函数表对这些函数进行存储。
当函数调用时，构造体中的call对应指针ESP，prev对应于指针EBP。当用户调取函数时，系统会向zend VM中为每一个方法申请一个堆栈的内存。当系统中一个函数调用其他函数时，会调用code下方储存的地址，调用方法的opcode从function存储的成员中找到并进行编译与实行。当触发了opcode后，系统会申请一个新的内存来进行新的内存分配。下图为PHP调用示意图。
下图所示为在PHP函数调用中压栈的过程及函数中存在的opcode。FCALL与DO_FCALL卖力函数的调用，当堆栈中第一个opcode实行时，将进行参数压栈的操作。触发函数调用时，将实行DO_FCALL操作，系统将会把下一个函数的调用地址压入堆栈。当调用有结果后系统会将返回值返回入CALL FRAME中。
下图所示为Swoole协程代码。协程代码包括两个实行网络IO操作的go函数，当系统实行connect操作时触发网络IO操作，并将当前的PHP调用栈先保存起来。在当前调用栈保存好后，系统顺次实行下面的函数调用。当connect碰着IO函数时，系统会跳出当前任务去实行堆栈中储存的任务。
在Swoole2.0中利用C函数进行线程任务的协程。当开拓者调用setjmp时，函数的返回值为0并调起first函数。当调用longjmp时，setjmp也同样被调起，此时返回值为1。Swoole2.0利用该代码实现了PHP实行的跳转，代码示意图如下。
Swoole2.0协程时序图与代码展示如下图所示。setjump方法设置当前函数堆栈，当有网络事宜产生时，系统将首先对产生的事宜进行注册，并在有事宜关照时跳回实行中的代码，以此完成代码协程过程。
Swoole4.0通过实现C堆栈对Swoole2.0中的问题进行了改进。在Swoole4.0中用户直接调用MySQL中的链接直接就可以形成网络协程。下图所示为Swoole4.0内核系统架构示意图。
Swoole4.0的时序调度与Swoole2.0差别不大，不同的是Swoole4.0利用汇编指令对C栈与堆栈进行了存储。在协程创建时，系统会产生C栈与PHP栈，两个堆栈间会进行通信，通过这种方法办理了C栈销毁后的一些问题。下图展现了Swoole4.0的时序图。
当系统链接数量增多后会涌现一些问题，开拓者通过设置心跳参数与心跳收回可以担保系统做事器的资源不会被摧残浪费蹂躏。下图列举了Swoole网络编程对系统进行优化的办法。
总结下图为吴老师分享的内容的关键词总结。
作者：PHP小好手
