基于 Swoole 构建高性能 Laravel 应用系列 —— 基于 Swoole 定时器实现毫秒级任务调度

Swoole 定时器简介

Swoole 提供了异步高精度定时器功能，该功能类似 JavaScript 的 setInterval / setTimeout ，粒度为毫秒级，底层基于 epoll_wait （异步）和 setitimer （同步）实现，数据结构使用 最小堆 。定时器的添加和删除，全部为内存操作，无 IO 消耗，因此性能是非常高的。

需要注意的是，Swoole 实现的定时器与 PHP 自带的 pcntl_alarm 不同， pcntl_alarm 是基于时钟信号和 tick 函数实现的，最大仅支持到秒，此外不支持同时设定多个定时器程序，性能也很差。

Swoole 提供了两种类型的定时器，一种是每隔一定时间执行的定时器，一种是指定时间后一次性执行的定时器，下面我们分别看看这两种定时器的实现和使用。

Swoole 定时器的使用

间隔时钟定时器

在 Swoole 中，我们可以通过 Timer::tick 实现间隔时钟定时器，该定时器会每隔指定时间触发回调函数的执行：

\Swoole\Timer::tick(1000, function () {
    echo "Swoole 很棒\n";
});

Swoole 定时器需要在 PHP CLI 模式下才能运行，上述代码的意思是每隔 1000ms 执行一次回调函数打印字符串：

指定时钟定时器

此外，还可以通过 Timer::after 定义一个指定时间后执行的定时器，与间隔时钟定时器不同，这种定时器是一次性的，执行完成后就会销毁：

\Swoole\Timer::after(3000, function () {
    echo "Laravel 也很棒\n";
});

上述定义器的含义是 3000ms 后执行指定的回调函数，并且执行之后就退出程序：

清除定时器

对于一次性执行的指定时钟定时器，不用关心清除问题，而对于间隔时钟定时器，如果不定义清楚逻辑的话，会永远执行下去，直到程序退出，我们可以通过 Timer::clear 删除定时器来达到清除的目的，在具体实现的时候，将定时器 ID 传入该方法即可，上述两种定时器定义方法都会返回对应的定时器 ID， 因此，清除定义器可以作用于上述两种定时器：

/*$timerId = \Swoole\Timer::tick(1000, function () {
    echo "Swoole 很棒\n";
});*/

$timerId = \Swoole\Timer::after(1000, function () {
    echo "Laravel 也很棒\n";
});

\Swoole\Timer::clear($timerId);

这种情况下，两个定时器都不会调用，对于间隔时钟定时器，还可以这么清除：

$count = 0;
\Swoole\Timer::tick(1000, function ($timerId, $count) {
    global $count;
    echo "Swoole 很棒\n";
    $count++;
    if ($count == 3) {
        \Swoole\Timer::clear($timerId);
    }
}, $count);

这种情况下，定时器会在执行三次后退出：

基于 Swoole 定时器实现毫秒级任务调度

我们可以基于 Swoole 定时器实现毫秒级调度任务来替代 Linux 自带的 Cron Job（最小粒度是分钟），以 Laravel 框架为例，我们可以基于 LaravelS 扩展包 来定义一个继承自 CronJob 基类的调度任务类：

<?php

namespace App\Jobs\Timer;

use Hhxsv5\LaravelS\Swoole\Timer\CronJob;
use Illuminate\Support\Facades\Log;

class TestCronJob extends CronJob
{
    protected $i = 0;

    // 该方法可类比为 Swoole 定时器中的回调方法
    public function run()
    {
        Log::info(__METHOD__, ['start', $this->i, microtime(true)]);
        $this->i++;
        Log::info(__METHOD__, ['end', $this->i, microtime(true)]);

        if ($this->i == 3) { // 总共运行3次
            Log::info(__METHOD__, ['stop', $this->i, microtime(true)]);
            $this->stop(); // 清除定时器
        }
    }

    // 每隔 1000ms 执行一次任务
    public function interval()
    {
        return 1000;   // 定时器间隔，单位为 ms
    }

    // 是否在设置之后立即触发 run 方法执行
    public function isImmediate()
    {
        return false;
    }
}

然后到 config/laravels.php 配置文件中修改 timer 配置项如下：

'timer'  => [
    'enable' => true,
    'jobs'   => [
        // Enable LaravelScheduleJob to run `php artisan schedule:run` every 1 minute, replace Linux Crontab
        // \Hhxsv5\LaravelS\Illuminate\LaravelScheduleJob::class,
        // Two ways to configure parameters:
        // [\App\Jobs\XxxCronJob::class, [1000, true]], // Pass in parameters when registering
        \App\Jobs\Timer\TestCronJob::class, // Override the corresponding method to return the configuration
    ],
    'max_wait_time' => 5, // Max waiting time of reloading
],

接下来，我们启动或重启 Swoole 服务器：

php bin/laravels start

在 storage/logs 下的最新日志里就可以看到上述定时任务的输出了：

[2019-05-29 22:37:20] local.INFO: App\Jobs\Timer\TestCronJob::run ["start",0,1559140640.694025] 
[2019-05-29 22:37:20] local.INFO: App\Jobs\Timer\TestCronJob::run ["end",1,1559140640.752043] 
[2019-05-29 22:37:21] local.INFO: App\Jobs\Timer\TestCronJob::run ["start",1,1559140641.752905] 
[2019-05-29 22:37:21] local.INFO: App\Jobs\Timer\TestCronJob::run ["end",2,1559140641.754724] 
[2019-05-29 22:37:22] local.INFO: App\Jobs\Timer\TestCronJob::run ["start",2,1559140642.694884] 
[2019-05-29 22:37:22] local.INFO: App\Jobs\Timer\TestCronJob::run ["end",3,1559140642.696726] 
[2019-05-29 22:37:22] local.INFO: App\Jobs\Timer\TestCronJob::run ["stop",3,1559140642.698137]

我们重点关注三个「start」的日志记录，对应的时间戳正好相差 1 秒，符合我们的预期。注意定时器在执行的过程中可能存在一定误差，所以这个毫秒数是数量级级别的，并不是完全相等，而且时间单位越小，误差可能越大，不过这已经比 Linux 自带的任务调度只能精确到分钟要好很多了。