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在 PHP 中寫真正的異步代碼 TrueAsync 0.6.0 已支持數據庫鏈接池

在 PHP 中寫真正的異步代碼 TrueAsync 0.6.0 已支持數據庫鏈接池

現代軟件的構建最終仍然要回到實踐。再複雜的產品,也必須經過真實用户的檢驗。只有最終用户,才能真正區分哪些設計是有效的、哪些方向值得繼續推進。再優雅的架構,如果沒有落到真實代碼和真實問題裏,就很難體現實際價值。

TrueAsync 是一個將原生異步能力帶入 PHP 的項目,而且這套能力是直接向語言核心延伸的。0.6.0 是這個項目的一個關鍵里程碑:這是一個實驗性版本,目標是讓開發者已經可以開始編寫真正的異步代碼,並儘可能測試各種極端場景。

從項目推進方式來看,作者希望儘早把工具交到開發者手裏,再和社區一起驗證哪些設計是可行的、哪些部分還需要調整。因此,這個版本本質上也是一次面向社區的實驗邀請。

完全異步化的 PHP Core

0.6.0 中最激進的一項變化,是 PHP 核心已經實現了完整的異步化。

長期以來,PHP 的運行模型一直以同步阻塞為主。一次 I/O 操作往往會直接阻塞當前執行流程,直到操作完成。而在這個版本中,這種情況已經發生了根本變化。

文件 I/O、socket、pipe、STDIOSTDERRCURL 等能力現在都可以真正併發執行。無論是打開一個進程、讀取文件,還是發起 HTTP 請求,這些操作都會運行在內部的 EventLoop 之下。不需要額外包裝器,也不需要專門適配器,普通 PHP 函數本身就可以在協程中以異步方式運行。

這件事的難點並不只是“修改 plain_wrapper.c 的行為”這麼簡單。真正落到 PHP 內部實現時,會涉及相當複雜的內部 API。除此之外,PHP 在啓動和關閉階段仍然必須保持同步,因為異步能力由擴展提供,而擴展本身並不能在所有生命週期階段運行。這些問題也讓版本發佈時間一度被推遲了幾周。

截至目前,已經有超過 70 個 PHP 標準函數完成適配,包括 file_get_contents()fread()curl_exec()PDOmysqlipg_connect()socket_*proc_open()sleep(),甚至還有 ob_start()。在協程內部,這些能力都會自動轉為非阻塞執行。

一套新的異步編程 API

在設計 TrueAsync 的 API 時,項目參考了多種流行語言的異步模型,重點目標是提供一套足夠順手、能夠解決日常問題的工具集。0.6.0 已經帶來了一套接近完整的異步原語集合,和此前 TrueAsync RFC 中出現過的版本並不完全相同。

目前可用的核心能力包括:

  • Coroutines:通過 spawn() 啓動異步任務
  • Future:一種更便於處理異步結果的 Promise 變體
  • Awaiting:包括 awaitawait_all()await_first_success()await_any_of()delay()suspend()
  • Channels:通過 Channel 在協程之間傳遞數據
  • Cancellation:提供 cancel()protect()timeout() 等一次性取消能力
  • Scope:用於管理一組協程的生命週期
  • TaskGroup / TaskSet:提供結構化併發能力
  • Context:為協程綁定上下文數據
  • iterate():併發處理集合
  • Pool / PDO Pool:資源池與數據庫連接池

這類 API 的完整説明更適合直接閲讀項目文檔:https://true-async.github.io 。從項目演示來看,像進程池這類過去往往要依賴完整框架組件才能完成的功能,現在可以直接通過這些原語組合實現。

完整變更列表可參考 CHANGELOG

更深入的 CURL 集成

CURL 這一部分的實現顯然是本次發佈中最複雜的部分之一。原因在於,CURL 的 API 非常豐富,並且和 PHP 的 I/O 體系耦合得很深。比如,用 CURL 下載文件、上傳文件到遠程服務器,這些流程過去都嚴格運行在同步阻塞模型中。現在語言核心已經可以異步執行,那麼 CURL 也必須一併納入這套機制。

下面這個例子演示瞭如何並行下載 20 個 WordPress 插件。downloadFile 本身只是普通的 curl_init + curl_exec 代碼,沒有任何顯式的異步寫法:

function downloadFile(string $url, string $savePath): array
{
    $fp = fopen($savePath, 'wb');
    $ch = curl_init($url);

    curl_setopt_array($ch, [
        CURLOPT_FILE           => $fp,
        CURLOPT_FOLLOWLOCATION => true,
        CURLOPT_MAXREDIRS      => 5,
        CURLOPT_TIMEOUT        => 120,
        CURLOPT_CONNECTTIMEOUT => 10,
        CURLOPT_FAILONERROR    => true,
    ]);

    $ok    = curl_exec($ch);
    $error = curl_error($ch);
    $info  = curl_getinfo($ch);

    fclose($fp);

    if (!$ok) {
        unlink($savePath);
        return ['success' => false, 'error' => $error ?: "HTTP {$info['http_code']}"];
    }

    return [
        'success'  => true,
        'filename' => basename($savePath),
        'bytes'    => $info['size_download'],
        'speed'    => round($info['speed_download'] / 1024, 1) . ' KB/s',
    ];
}

要讓這 20 個下載任務併發執行,只需要補幾行代碼:

use Async\TaskGroup;

$group = new TaskGroup();

foreach ($files as $file) {
    $group->spawn(downloadFile(...), $file['url'], $downloadDir . '/' . $file['filename']);
}

$results = $group->all();

按照項目給出的説法,這種寫法的運行速度可以達到 curl_multi_exec 的兩倍,同時語義上也更清晰。它背後的核心原則是:如果一個函數本身執行的是順序 I/O,那麼只要把它放進協程運行,就可以自然獲得異步執行能力。

在 Linux 上,文件寫入會在可行時使用 IO_URING;在 Windows 上則會走線程池。

PDO Pool:開箱即用的連接池

異步 PHP 裏的另一個典型難點,是數據庫連接的管理。

作者提到,自己最初探索 PHP 異步編程時,最大的挫敗感之一,就是常用數據庫驅動很難直接拿來使用。原因在於,數據庫連接不能簡單在多個協程之間共享:如果兩個執行路徑同時在同一個 socket 上讀寫數據,數據流就會互相污染。而如果每個協程都獨立新建數據庫連接,又會浪費大量資源。MySQL 默認只允許 151 個連接,PostgreSQL 默認允許 100 個。

0.6.0 的一個亮點,是 PDO 現在已經支持內建數據庫連接池。

下面先看在協程裏直接共享普通 PDO 對象會發生什麼:

$pdo = new PDO('mysql:host=localhost;dbname=app', 'root', 'secret');

// Ten coroutines sharing a single $pdo
for ($i = 0; $i < 10; $i++) {
    spawn(function() use ($pdo, $i) {
        $pdo->beginTransaction();
        $pdo->exec("INSERT INTO orders (user_id) VALUES ($i)");
        // Another coroutine already called COMMIT on this same connection!
        $pdo->commit(); // Chaos
    });
}

這裏的 10 個協程實際上共享的是同一個 socket。事務會互相交錯,數據會丟失,一個協程的 COMMIT 甚至可能提交另一個協程的改動,這本質上就是典型的數據競爭。

而啓用連接池之後,行為就完全不同:

$pdo = new PDO('mysql:host=localhost;dbname=app', 'root', 'secret', [
    PDO::ATTR_POOL_ENABLED => true,
    PDO::ATTR_POOL_MIN     => 2,
    PDO::ATTR_POOL_MAX     => 10,
]);

// Ten coroutines, each gets its own connection
for ($i = 0; $i < 10; $i++) {
    spawn(function() use ($pdo, $i) {
        // The pool automatically assigns a connection to this coroutine
        $pdo->beginTransaction();
        $pdo->exec("INSERT INTO orders (user_id) VALUES ($i)");
        $pdo->commit();
        // The connection returns to the pool
    });
}

開發者只需要在創建對象時增加幾個參數,剩下的交給池本身處理即可。連接池會自動為每個協程分配獨立連接,並在協程結束後歸還。事務天然隔離;如果某個協程結束前沒有顯式調用 commit(),連接池還會自動執行回滾。

此外,PDO Pool 還支持自定義 CircuitBreakerStrategy,用於在數據庫出現異常時更平滑地限制負載;也支持 POOL_HEALTHCHECK_INTERVAL,用於檢測並銷燬池中的空閒連接。

更多細節可以參考項目中的 PDO Pool 文檔説明。

如何試用

PHP TrueAsync 已經可以在主流平台上使用。最快的試用方式仍然是 Docker:

docker pull trueasync/php-true-async:0.6.0-php8.6
docker run --rm trueasync/php-true-async:0.6.0-php8.6 php -v

在 Linux 和 macOS 上,也可以通過安裝腳本從源碼編譯 PHP:

# Linux (Ubuntu/Debian)
curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/true-async/releases/master/installer/build-linux.sh | bash

# macOS (requires Homebrew)
curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/true-async/releases/master/installer/build-macos.sh | bash

安裝流程會通過交互式嚮導完成,包括擴展選擇、安裝路徑和 PATH 配置。對於 CI 或腳本環境,項目也提供了基於環境變量的非交互模式。

在 Windows 上,則可以直接通過 PowerShell 安裝預編譯二進制:

irm https://raw.githubusercontent.com/true-async/releases/master/installer/install.ps1 | iex

php-community RFC:面向所有人的實驗性 PHP

0.6.0 版本本身外,原文也提到了另一個值得關注的方向:php-community RFC

目前負責 RFC 流程的 Daniil Gentili 提出了一份文檔,目標是建立一個帶有實驗性特性的官方 PHP 分支,即 php-community。它會採用日期型版本號,例如 php-community 2026.03.01,並按月發佈更新。

這一思路的核心在於:像異步能力、新的標準庫函數、實驗性優化器這類重大語言特性,可以作為內建的 feature extension 交付,具備獨立版本號、默認關閉,並允許開發者用一行配置完成啓用。

如果這一機制能夠成立,它有機會消除實驗性特性推廣中最常見的障礙:安裝複雜度。對於 TrueAsync 而言,這也可能成為面向更廣泛 PHP 開發者交付異步能力的一條自然路徑,甚至不必等到最終 RFC 正式落地之後才開始大規模驗證。

接下來:0.7.0

從項目路線來看,接下來的版本重點會繼續放在穩定性、性能和兼容性上。當前在 0.6.0 中引入的 API 未來仍然可能調整,但其整體設計方向大概率不會發生大的變化。

參與項目

TrueAsync 仍然是一個開放項目,社區可以通過多種方式參與推進。並不一定需要直接編寫 C 代碼,項目中的大量測試本身就是用 PHP 編寫的。

在當前階段,測試仍然是驗證和改進 API 最重要的工具之一。對於一個仍處於實驗階段、但已經開始走向真實應用場景的異步運行時來説,越早在真實項目與真實邊界條件中暴露問題,就越有助於後續版本收斂。

在 PHP 中寫真正的異步代碼 TrueAsync0.6 已支持數據庫鏈接池

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