摘要：基本概念文章開篇先腦補(bǔ)一些知識有助于閱讀，本篇文章主要以為住，介紹實(shí)現(xiàn)原理，并利用來實(shí)現(xiàn)一個單進(jìn)程阻塞復(fù)用的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。函數(shù)監(jiān)視的文件描述符分類，分別是和。

文章開篇先腦補(bǔ)一些知識,有助于閱讀，本篇文章主要以select為住，介紹select實(shí)現(xiàn)原理，并利用select來實(shí)現(xiàn)一個單進(jìn)程阻塞復(fù)用的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。

IO多路復(fù)用是指內(nèi)核一旦發(fā)現(xiàn)進(jìn)程指定的一個或者多個IO條件準(zhǔn)備讀取，它就通知該進(jìn)程，目前支持I/O多路復(fù)用有?select，poll，epoll，I/O多路復(fù)用就是通過一種機(jī)制，一個進(jìn)程可以監(jiān)視多個描述符，一旦某個描述符就緒（一般是讀就緒或者寫就緒），能夠通知程序進(jìn)行相應(yīng)的讀寫操作，IO多路復(fù)用適用如下場合：

當(dāng)客戶處理多個描述字時（一般是交互式輸入和網(wǎng)絡(luò)套接口），必須使用I/O復(fù)用。

當(dāng)一個客戶同時處理多個套接口時，而這種情況是可能的，但很少出現(xiàn)。

如果一個TCP服務(wù)器既要處理監(jiān)聽套接口，又要處理已連接套接口，一般也要用到I/O復(fù)用。

如果一個服務(wù)器即要處理TCP，又要處理UDP，一般要使用I/O復(fù)用。

如果一個服務(wù)器要處理多個服務(wù)或多個協(xié)議，一般要使用I/O復(fù)用。

與多進(jìn)程和多線程技術(shù)相比，I/O多路復(fù)用技術(shù)的最大優(yōu)勢是系統(tǒng)開銷小，系統(tǒng)不必創(chuàng)建進(jìn)程/線程，也不必維護(hù)這些進(jìn)程/線程，從而大大減小了系統(tǒng)的開銷。

監(jiān)視并等待多個文件描述符的屬性變化（可讀、可寫或錯誤異常）。
select函數(shù)監(jiān)視的文件描述符分 3 類，分別是writefds、readfds、和 exceptfds。
調(diào)用后 select會阻塞，直到有描述符就緒（有數(shù)據(jù)可讀、可寫、或者有錯誤異常），或者超時（ timeout 指定等待時間），函數(shù)才返回。
當(dāng) select()函數(shù)返回后，可以通過遍歷 fdset，來找到就緒的描述符，并且描述符最大不能超過1024

poll的機(jī)制與select類似，與select在本質(zhì)上沒有多大差別，管理多個描述符也是進(jìn)行輪詢，根據(jù)描述符的狀態(tài)進(jìn)行處理，但是poll沒有最大文件描述符數(shù)量的限制。poll和select同樣存在一個缺點(diǎn)就是，包含大量文件描述符的數(shù)組被整體復(fù)制于用戶態(tài)和內(nèi)核的地址空間之間，而不論這些文件描述符是否就緒，它的開銷隨著文件描述符數(shù)量的增加而線性增大。

select/poll問題很明顯，它們需要循環(huán)檢測連接是否有事件。如果服務(wù)器有上百萬個連接，在某一時間只有一個連接向服務(wù)器發(fā)送了數(shù)據(jù)，select/poll需要做循環(huán)100萬次，其中只有1次是命中的，剩下的99萬9999次都是無效的，白白浪費(fèi)了CPU資源。

epoll是在2.6內(nèi)核中提出的，是之前的select和poll的增強(qiáng)版本。相對于select和poll來說，epoll更加靈活，沒有描述符限制,無需輪詢。epoll使用一個文件描述符管理多個描述符，將用戶關(guān)系的文件描述符的事件存放到內(nèi)核的一個事件表中。
簡單點(diǎn)來說就是當(dāng)連接有I/O流事件產(chǎn)生的時候，epoll就會去告訴進(jìn)程哪個連接有I/O流事件產(chǎn)生，然后進(jìn)程就去處理這個事件。

單進(jìn)程阻塞復(fù)用的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器 ，如下圖所示

服務(wù)監(jiān)聽流程如上
1、保存所有的socket,通過select系統(tǒng)調(diào)用，監(jiān)聽socket描述符的可讀事件
2、select會在內(nèi)核空間監(jiān)聽一旦發(fā)現(xiàn)socket可讀，會從內(nèi)核空間傳遞至用戶空間，在用戶空間通過邏輯判斷是服務(wù)端socket可讀，還是客戶端的socket可讀
3、如果是服務(wù)端的socket可讀，說明有新的客戶端建立，將socket保留到監(jiān)聽數(shù)組當(dāng)中
4、如果是客戶端的socket可讀，說明當(dāng)前已經(jīng)可以去讀取客戶端發(fā)送過來的內(nèi)容了，讀取內(nèi)容，然后響應(yīng)給客戶端。
缺點(diǎn)：
1、select模式本身的缺點(diǎn)（1、循環(huán)遍歷處理事件、2、內(nèi)核空間傳遞數(shù)據(jù)的消耗）
2、單進(jìn)程對于大量任務(wù)處理乏力

class Worker{
    //監(jiān)聽socket
    protected $socket = NULL;
    //連接事件回調(diào)
    public $onConnect = NULL;
    //接收消息事件回調(diào)
    public $onMessage = NULL;
    public $workerNum=4; //子進(jìn)程個數(shù)
    public  $allSocket; //存放所有socket

    public function __construct($socket_address) {
        //監(jiān)聽地址+端口
        $this->socket=stream_socket_server($socket_address);
        stream_set_blocking($this->socket,0); //設(shè)置非阻塞
        $this->allSocket[(int)$this->socket]=$this->socket;
    }
    public function start() {
        //獲取配置文件
         $this->fork();
    }

    public function fork(){
        $this->accept();//子進(jìn)程負(fù)責(zé)接收客戶端請求
    }
    public  function  accept(){
        //創(chuàng)建多個子進(jìn)程阻塞接收服務(wù)端socket
        while (true){
            $write=$except=[];
            //需要監(jiān)聽socket
            $read=$this->allSocket;
            //狀態(tài)誰改變
            stream_select($read,$write,$except,60);

            //怎么區(qū)分服務(wù)端跟客戶端
            foreach ($read as $index=>$val){
                   //當(dāng)前發(fā)生改變的是服務(wù)端，有連接進(jìn)入
                    if($val === $this->socket){
                        $clientSocket=stream_socket_accept($this->socket); //阻塞監(jiān)聽
                        //觸發(fā)事件的連接的回調(diào)
                        if(!empty($clientSocket) && is_callable($this->onConnect)){
                            call_user_func($this->onConnect,$clientSocket);
                        }
                        $this->allSocket[(int)$clientSocket]=$clientSocket;
                    }else{
                        //從連接當(dāng)中讀取客戶端的內(nèi)容
                        $buffer=fread($val,1024);
                         //如果數(shù)據(jù)為空，或者為false,不是資源類型
                         if(empty($buffer)){
                             if(feof($val) || !is_resource($val)){
                                 //觸發(fā)關(guān)閉事件
                                fclose($val);
                                unset($this->allSocket[(int)$val]);
                                continue;
                             }
                         }
                        //正常讀取到數(shù)據(jù),觸發(fā)消息接收事件,響應(yīng)內(nèi)容
                        if(!empty($buffer) && is_callable($this->onMessage)){
                            call_user_func($this->onMessage,$val,$buffer);
                        }
                    }
            }
        }

    }

}

$worker = new Worker("tcp://0.0.0.0:9805");

//連接事件
$worker->onConnect = function ($fd) {
    //echo "連接事件觸發(fā)",(int)$fd,PHP_EOL;
};

//消息接收
$worker->onMessage = function ($conn, $message) {
    //事件回調(diào)當(dāng)中寫業(yè)務(wù)邏輯
    $content="回復(fù)的消息";
    $http_resonse = "HTTP/1.1 200 OK
";
    $http_resonse .= "Content-Type: text/html;charset=UTF-8
";
    $http_resonse .= "Connection: keep-alive
"; //連接保持
    $http_resonse .= "Server: php socket server
";
    $http_resonse .= "Content-length: ".strlen($content)."

";
    $http_resonse .= $content;
    fwrite($conn, $http_resonse);
};

$worker->start(); //啟動

stream_socket_server

在PHP中提供了一個非常方便的函數(shù)一次性創(chuàng)建、綁定端口、監(jiān)聽端口

stream_set_blocking ( resource $stream , int $mode ) : bool

為資源流設(shè)置阻塞或者阻塞模式，$mode 0非阻塞，1阻塞

stream_socket_accept ( resource $server_socket [, float $timeout = ini_get("default_socket_timeout") [, string &$peername ]] ) : resource

接受由 stream_socket_server() 創(chuàng)建的套接字連接