PHP天生器(generator)和协程的完成体例详解

本文实例报告了PHP天生器(generator)和协程的完成体例。分享给大师供大师参考，详细以下：

先说一些空话

PHP 5.5 以来，新的诸多特征又一次令 PHP 抖擞新的光华，固然在本文写的时辰已是 PHP 7 alpha 2 宣布后的一段时辰，但此时国际照旧是 php 5.3 的天下。不过我以为新的特征早晚会因为旧的版本的逐步消逝而变得更加首要，特别是 PHP 7 的正式版出来后，是以本文的目标便是为了在这之前，赞助一些 PHPer 领会一些他们从不领会的工具。以是筹算将以本篇作为博客中 PHP 常识补全 系列文章的开篇。

实在在写本文之前，我对天生器和基于此特征延长出来的 php 的协程完成并不比拟直观的领会，首要是我小我程度并不是很高，属于典范的刚入了门的 PHPer。以是在看了前段时辰鸟哥（laruence）博客中对协程的讲授（参考链接：《PHP中操纵协同法式完成协作多使命》）后，在我小我对本篇的懂得上，针对那些比拟难以懂得的观点（包罗我小我在懂得这一观点的时辰的难点），以一个更加浅显的体例去批注白。固然因为本身也是方才去进修这一观点，以是有些不适当的处所在所不免，但愿大神瞥见了请不吝见教。

统统从 Iterator 和 Generator 起头

为便于新入门开辟者懂得，本文一半篇幅是报告迭代器接口（Iterator）和 Generator 类的，对此已懂得的话，能够也许间接跳过。

迭代和迭代器

在懂得本文大大都观点前，有必要晓得迭代和迭代器。现实上，迭代大师都晓得是甚么，但是我不晓得（真的，在此之前对这个观点不体系领会）。迭代是指频频履行一个历程，每履行一次叫做一次迭代。现实上咱们常常做这类使命，比方：

<?php$mapping = [  "red"  => "#FF0000",  "green" => "#00FF00",  "blue" => "#0000FF"];foreach ($mapping as $key => $value) {  printf("key: %d - value: %s", $key, $value);}

咱们能够也许看到经由历程 foreach 对数组遍历并迭代输入其内容。在这一关头中，咱们必要存眷的重点是数组。固然咱们迭代的历程是 foreach 语句中的代码块，但现实上数组 $mapping 在每次迭代中发生了变更，象征着数组内部也存在着一次迭代。若是咱们把数组看作一个工具，foreach 现实上在每次迭代历程城市挪用该工具的一个体例，让数组在本身内部停止一次变化（迭代），随后经由历程另外一个体例掏出以后数组工具的键和值。如许一个可经由历程内部遍历其内部数据的工具便是一个迭代器工具，其遵守的同一的拜候接口便是迭代器接口（Iterator）。

PHP 供给了一个同一的迭代器接口。对迭代器 PHP 官方文档有更加详细的描写，倡议去领会。

interface Iterator extends Traversable{  /**   * 获得以后内部标量指向的元素的数据   */  public mixed current ( void )  /**   * 获得以后标量   */  public scalar key ( void )  /**   * 挪动到下一个标量   */  public void next ( void )  /**   * 重置标量   */  public void rewind ( void )  /**   * 查抄以后标量是不是有用   */  public boolean valid ( void )}

咱们来给出一个实例，去完成一个简略的迭代器：

class Xrange implements Iterator{  protected $start;  protected $limit;  protected $step;  protected $i;  public function __construct($start, $limit, $step = 0)  {    $this->start = $start;    $this->limit = $limit;    $this->step = $step;  }  public function rewind()  {    $this->i = $this->start;  }  public function next()  {    $this->i += $this->step;  }  public function current()  {    return $this->i;  }  public function key()  {    return $this->i + 1;  }  public function valid()  {    return $this->i <= $this->limit;  }}

经由历程 foreach 遍向来看看这个迭代器的成果：

foreach (new Xrange(0, 10, 2) as $key => $value) {  printf("%d %d", $key, $value);}

输入：

1 03 25 47 69 811 10

至此咱们看到了一个迭代器的完成。一些人在领会这一特征会很冲动的将其操纵在现实名目中，但有些则迷惑这有甚么卵用呢？迭代器只是将一个通俗工具变成了一个可被遍历的工具，这在有些时辰，如一个工具 StudentsContact，这个工具是用于处置先生接洽体例的，经由历程 addStudent 体例注册先生，经由历程 getAllStudent 获得全数注册的先生接洽体例数组。咱们以往遍历是经由历程 StudentsContact::getAllStudent() 获得一个数组尔后遍历该数组，但是此刻有了迭代器，只要这个类担当这个接口，就能够也许间接遍历该工具获得先生数组，并且能够也许在获得之前在类的内部就对输入的数据做益处置使命。

固然用途远不止这么点，但在这里就不过量纠结。有一个在此底子上更加壮大的工具，天生器。

天生器，Generator

固然迭代器仅需担当接口便可完成，但照旧很费事，咱们究竟成果必要界说一个类并完成该接口一切体例，这非常烦琐。在一些情形下咱们必要更简练的体例。天生器供给了一种更轻易的体例来完成简略的工具迭代，比拟拟界说类完成 Iterator 接口的体例，机能开消和庞杂性大大下降。

PHP 官方文档如许说的：

天生器许可你在 foreach 代码块中写代码来迭代一组数据而不必要在内存中成立一个数组, 那会使你的内存到达下限，或会占有可观的处置时辰。相反，你能够也许写一个天生器函数，就像一个通俗的自界说函数一样, 和通俗函数只前往一次差别的是, 天生器能够也许按照必要 yield 屡次，以便天生必要迭代的值。

一个简略的例子便是操纵天生器来从头完成 range() 函数。 标准的 range() 函数必要在内存中天生一个数组包罗每个在它规模内的值，尔后前往该数组, 成果便是会发生多个很大的数组。 比方，挪用 range(0, 1000000) 将致使内存占用跨越 100 MB。

做为一种替换体例, 咱们能够也许完成一个 xrange() 天生器, 只必要充足的内存来成立 Iterator 工具并在内部跟踪天生器的以后状况，如许只必要不到1K字节的内存。

官方文档给了上文对应的例子，咱们在此简化了一下：

function xrange($start, $limit, $step = 1) {  for ($i = $start; $i <= $limit; $i += $step) {    yield $i + 1 => $i; // 关头字 yield 标明这是一个 generator  }}// 咱们能够也许如许挪用foreach (xrange(0, 10, 2) as $key => $value) {  printf("%d %d", $key, $value);}

能够也许你已发了然，这个例子的输入和咱们后面在说迭代器的时辰阿谁例子成果一样。现实上天生器天生的恰是一个迭代器工具实例，该迭代器工具担当了 Iterator 接口，同时也包罗了天生器工具自有的接口，详细能够也许参考 Generator 类的界说。

当一个天生器被挪用的时辰，它前往一个能够也许被遍历的工具.当你遍历这个工具的时辰(比方经由历程一个foreach轮回)，PHP 将会在每次必要值的时辰挪用天生器函数，并在发生一个值以后保管天生器的状况，如许它就能够也许在必要发生下一个值的时辰规复挪用状况。

一旦不再必要发生更多的值，天生器函数能够也许简略加入，而挪用天生器的代码还能够也许持续履行，就像一个数组已被遍历完了。

咱们必要注重的关头是 yield，这是天生器的关头。咱们经由历程下面例子，能够也许看得出，yield 会将以后一个值通报给 foreach，换句话说，foreach 每次迭代历程城市从 yield 处取一个值，直到全部遍历历程不再存在 yield 为止的时辰，遍历竣事。

咱们也能够也许发明，yield 和 return 城市前往值，但区分在于一个 return 是前往既定成果，一次前往终了就不再前往新的成果，而 yield 是不时产出直到没法产出为止。

现实上存在 yield 的函数前往值前往的是一个 Generator 工具（这个工具不妙手动经由历程 new 实例化），该工具完成了 Iterator 接口。那末 Generator 本身有甚么怪异的地方？持续看：

yield

字面上诠释，yield 代表着让位、让行。恰是这个让操纵得经由历程 yield 完成协程变得能够也许。

天生器函数的焦点是 yield 关头字。它最简略的挪用情势看起来像一个 return 声名，差别的地方在于通俗 return 会前往值并停止函数的履行，而 yield 会前往一个值给轮回挪用此天生器的代码并且只是停息履行天生器函数。

yield 和 return 的区分，前者是停息以后历程的履行并前往值，尔后者是间断以后历程并前往值。停息以后历程，象征着将处置权转交由上一级持续停止，直至上一级再次挪用被停息的历程，该历程则会从上一次停息的地位持续履行。这像是甚么呢？若是读者在读本篇文章之前已在鸟哥的文章中大略看过，该当晓得这很像是一个操纵体系的历程调剂办理，多个历程在一个 CPU 焦点上履行，在体系调剂下每个历程履行一段指令就被停息，切换到下一个历程，如许看起来就像是同时在履行多个使命。

但仅仅是如斯还远远不够，yield 更首要的特征是除能够也许前往一个值之外，还能够也许领受一个值！

function printer(){  while (true) {    printf("receive: %s", yield);  }}$printer = printer();$printer->send("hello");$printer->send("world");

上述例子输入内容为：

receive: helloreceive: world

参考 PHP 官方中文文档：天生器 工具 咱们能够也许得悉 Generator 工具除完成 Iterator 接口中的必要体例之外，另有一个 send 体例，这个体例便是向 yield 语句处通报一个值，同时从 yied 语句处持续履行，直至再次碰到 yield 后节制权回到内部。

咱们经由历程之前也领会了一个题目，yield 能够也许在其地位间断并前往一个值，那末能不能同时停止 领受 和 前往 呢？固然，这但是完成协程的底子。咱们对上述代码做出点窜：

<?phpfunction printer(){  $i = 0;  while (true) {    printf("receive: %s", (yield ++$i));  }}$printer = printer();printf("%d", $printer->current());$printer->send("hello");printf("%d", $printer->current());$printer->send("world");printf("%d", $printer->current());

输入内容以下：

1receive: hello2receive: world3

current 体例是迭代器（ Iterator ）接口必要的体例，foreach 语句每次迭代城市经由历程其获得以后值，尔后挪用迭代器的 next 体例。咱们为了使法式不会无穷履行，手动挪用 current 体例获得值。

上述例子已足以表现 yield 在那一个地位作为双向传输的 工具，已具有完成协程的前提。

协程

这一局部我不筹算长篇大论，本文开首已给出了鸟哥博客中更加完美的文章，本文的目标是出于补充对 Generator 的细节。

咱们要晓得，对单核处置器，多使命的履行道理是让每个使命履行一段时辰，尔后间断、让另外一个使命履行尔后在间断后履行下一个，如斯频频。因为其履行切换速率很快，让内部以为多个使命现实上是 “并行” 的。

鸟哥那篇文章这么说道：

多使命协作这个术语中的 “协作” 很好的说了然若何停止这类切换的：它请求以后正在运转的使命主动把节制传回给调剂器，如许就能够也许运转其余使命了。这与 “抢占” 多使命相反, 抢占多使命是如许的：调剂器能够也许间断运转了一段时辰的使命, 不论它喜好仍是不喜好。协作多使命在 Windows 的初期版本 (windows95) 和 Mac OS 中有操纵, 不过它们厥后都切换到操纵争先多使命了。来由相称明白：若是你依托法式主动交出节制的话，那末一些歹意的法式将很轻易占用全部CPU，不与其余使命同享。

咱们连系之前的例子，能够也许发明，yield 作为能够也许让一段使命本身间断，尔后回到内部持续履行。操纵这个特征能够也许完成多使命调剂的功效，共同 yield 的双向通讯功效，以完成使命和调剂器之间停止通讯。

如许的功效对读写和操纵 Stream 资本时尤其首要，咱们能够也许极大的进步法式对并发流资本的处置才能，比方完成 tcp server。以上在 《PHP中操纵协同法式完成协作多使命》 有更加详实的例子。本文不再赘述。

总结

PHP 自 5.4 到现在愈发不变的 PHP 7，能够也许看到良多的新特征令这门说话愈发壮大和完美，逐步从纯洁的 Web 说话变得有着更加普遍的合用面，作为一枚 PHPer 简直不该当止步不前，咱们仍然有良多的工具必要不时进修和增强。

固然 “PHP 是天下上最好的说话” 这句话只是个讥讽，但不能否认 PHP 即便不是最好，但也在尽力变好的现实，对吧？

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但愿本文所述对大师PHP法式设想有所赞助。