向Facebook学习，通过协程实现Mysql查询的异步化

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前言

最近学习了赵海平的演讲，了解到facebook的mysql查询可以进行异步化，从而提高性能。由于facebook实现的比较早，他们不得不对php进行hack才得以实现。现在的php5.5，已经无需hack就可以实现了。
对于一个web网站的性能来说，瓶颈多半是来自于数据库。一般数据库查询会在某个请求的整体耗时中占很大比例。如果能提高数据库查询的效率，网站的整体响应时间会有很大的下降。如果能实现mysql查询的异步化，就可以实现多条sql语句同时执行。这样就可以大大缩短mysql查询的耗时。

异步为啥比同步快？

与异步查询相反的时同步查询。通常情况下mysql的query查询都是同步方式。下面我们对两种方式做下对比。对比的例子是，请求两次select sleep(1)。这条语句在mysql服务器端大概耗时1000ms。

同步方式的执行流程：
sync_mysql_1

第一步，向mysql服务器端发送第一次查询请求。大概耗时 1ms
第二步，mysql服务器端返回第一次查询的结果。大概耗时 1000ms
第三步，向mysql服务器再次发送请求。大概耗时 1ms
第四步，mysql服务器端返回第二次查询的结果。大概耗时 1000ms
同步的方式执行两次select sleep(1)，大概耗时 2002ms。

异步方式的执行流程：
async_mysql_2

第一步，向mysql服务器端发送第一次查询请求。大概耗时1ms
第二步，在等待第一次请求返回数据的同时，向服务器端发送第二次查询请求。大概耗时 1ms
第三步，接受mysql服务器端返回的两次查询请求。大概耗时 1000ms。

对比分析
异步查询比同步查询速度快，是因为多条查询语句在服务器端同时执行，大大缩短了服务器端的响应时间。并行一般情况下总比串行快嘛。sql语句执行时间越长，效果越明显。

如何实现mysql的异步查询？

要实现异步查询的关键是能把发送请求和接受返回数据分开。正好mysqlnd中提供了这个特性。
在mysqlnd中对应的方法是：
mysqlnd_async_query 发送查询请求
mysqlnd_reap_async_query 获取查询结果
mysqli扩展针对mysqlnd的这个特性做了封装，在调用query方法时，传入MYSQLI_ASYNC即可。

具体代码实现可以查看博文 php中mysql数据库异步查询实现

为啥使用协程？
查看了博文中的代码实现，是不是感觉写法和平时不一样？一般在项目当中，我们都是以function的形式去相互调用，function中包含了数据库查询。为了保持这个习惯，方便大家使用，因此引入了协程。在php5.5中正好提供了yield和generator，方便我们实现协程。示例代码如下：

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<?php
function f1(){
    $db = new db();
    $obj = $db->async_query('select sleep(1)');
    echo "f1 async_query \n";
    yield $obj;
    $row = $db->fetch();
    echo "f1 fetch\n";
    yield $row;
}
function f2(){
    $db = new db();
    $obj = $db->async_query('select sleep(1)');
    echo "f2 async_query\n";
    yield $obj;
    $row = $db->fetch();
    echo "f2 fetch\n";
    yield $row;
}
$gen1 = f1();
$gen2 = f2();
$gen1->current();
$gen2->current();
$gen1->next();
$gen2->next();
$ret1 = $gen1->current();
$ret2 = $gen2->current();
var_dump($ret1);
var_dump($ret2);
class db{
    static $links;
    private $obj;
    function getConn(){
        $host = '127.0.0.1';
        $user = 'demo';
        $password = 'demo';
        $database = 'demo';
        $this->obj = new mysqli($host, $user, $password, $database);
        self::$links[spl_object_hash($this->obj)] = $this->obj;
        return self::$links[spl_object_hash($this->obj)];
    }
   function async_query($sql){
        $link = $this->getConn();
        $link->query($sql, MYSQLI_ASYNC);
        return $link;
    }
    function fetch(){
        for($i = 1; $i <= 5; $i++){
            $read = $errors = $reject = self::$links;
            $re = mysqli_poll($read, $errors, $reject, 1);
            foreach($read as $obj){
                if($this->obj === $obj){
                    $sql_result = $obj->reap_async_query();
                    $sql_result_array = $sql_result->fetch_array(MYSQLI_ASSOC);//只有一行
                    $sql_result->free();
                    return $sql_result_array;
                }
            }
        }
    }
}
?>

在终端命令行方式执行结果如下：

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$time php ./async.php
f1 async_query
f2 async_query
f1 fetch
f2 fetch
array(1) {
  ["sleep(1)"]=>
  string(1) "0"
}
array(1) {
  ["sleep(1)"]=>
  string(1) "0"
}
real    0m1.016s
user    0m0.007s

从结果上我们可以看出执行流程是，先发了两次mysql查询，然后在接受数据库的返回数据。正常情况下，至少需要2000ms才能执行完毕。但是，real 0m1.016s，说明两次查询的耗时只有1016ms。
tips：以上代码只是示例代码，还有一些需要完善的地方。

注意

需要注意的是，如果mysql服务器本身负载很大，这种并行执行的方式就不一定是好的解决方法。因为，mysql服务端会为每个链接创建一个单独的线程进行处理。如果创建的线程数过多，会给系统造成负担。

参考资料

Facebook Asynchronous MySQL How Facebook Queries Databases

 

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