前言
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最近工作中遇到的一個場景，php項目中需要使用一個第三方的功能，而恰好有一個用Golang寫好的類庫。那么問題就來了，要如何實現(xiàn)不同語言之間的通信呢？下面就來一起看看吧。
常規(guī)的方案
1、 用Golang寫一個http/TCP服務(wù)，php通過http/TCP與Golang通信
2、將Golang經(jīng)過較多封裝，做為php擴(kuò)展。
3、PHP通過系統(tǒng)命令，調(diào)取Golang的可執(zhí)行文件
存在的問題
1、http請求，網(wǎng)絡(luò)I/O將會消耗大量時間
2、需要封裝大量代碼
3、PHP每調(diào)取一次Golang程序，就需要一次初始化，時間消耗很多
優(yōu)化目標(biāo)
1、Golang程序只初始化一次（因為初始化很耗時）
2、所有請求不需要走網(wǎng)絡(luò)
3、盡量不大量修改代碼
解決方案
1、簡單的Golang封裝，將第三方類庫編譯生成為一個可執(zhí)行文件
2、PHP與Golang通過雙向管道通信
使用雙向管道通信優(yōu)勢
1：只需要對原有Golang類庫進(jìn)行很少的封裝
2：性能最佳 （IPC通信是進(jìn)程間通信的最佳途徑）
3：不需要走網(wǎng)絡(luò)請求，節(jié)約大量時間
4：程序只需初始化一次，并一直保持在內(nèi)存中
具體實現(xiàn)步驟
1：類庫中的原始調(diào)取demo
package main
import (
"fmt"
"github.com/yanyiwu/gojieba"
"strings"
)
func main() {
x := gojieba.NewJieba()
defer x.Free()
s := "小明碩士畢業(yè)于中國科學(xué)院計算所，后在日本京都大學(xué)深造"
words := x.CutForSearch(s, true)
fmt.Println(strings.Join(words, "/"))
}
保存文件為main.go，就可以運(yùn)行
2：調(diào)整后代碼為：
package main
import (
"bufio"
"fmt"
"github.com/yanyiwu/gojieba"
"io"
"os"
"strings"
)
func main() {
x := gojieba.NewJieba(
"/data/tmp/jiebaDict/jieba.dict.utf8",
"/data/tmp/jiebaDict/hmm_model.utf8",
"/data/tmp/jiebaDict/user.dict.utf8"
)
defer x.Free()
inputReader := bufio.NewReader(os.Stdin)
for {
s, err := inputReader.ReadString('\n')
if err != nil err == io.EOF {
break
}
s = strings.TrimSpace(s)
if s != "" {
words := x.CutForSearch(s, true)
fmt.Println(strings.Join(words, " "))
} else {
fmt.Println("get empty \n")
}
}
}
只需要簡單的幾行調(diào)整，即可實現(xiàn)：從標(biāo)準(zhǔn)輸入接收字符串，經(jīng)過分詞再輸出
測試：
# go build test
# ./test
# //等待用戶輸入，輸入”這是一個測試“
# 這是 一個 測試 //程序
3：使用cat與Golang通信做簡單測試
//準(zhǔn)備一個title.txt，每行是一句文本
# cat title.txt | ./test
正常輸出，表示cat已經(jīng)可以和Golang正常交互了
4：PHP與Golang通信
以上所示的cat與Golang通信，使用的是單向管道。即：只能從cat向Golang傳入數(shù)據(jù)，Golang輸出的數(shù)據(jù)并沒有傳回給cat，而是直接輸出到屏幕。但文中的需求是：php與Golang通信。即php要傳數(shù)據(jù)給Golang，同時Golang也必須把執(zhí)行結(jié)果返回給php。因此，需要引入雙向管道。
在PHP中管道的使用：popen("/path/test") ，具體就不展開說了，因為此方法解決不了文中的問題。
雙向管道：
$descriptorspec = array(
0 = array("pipe", "r"),
1 = array("pipe", "w")
);
$handle = proc_open(
'/webroot/go/src/test/test',
$descriptorspec,
$pipes
);
fwrite($pipes['0'], "這是一個測試文本\n");
echo fgets($pipes[1]);
解釋：使用proc_open打開一個進(jìn)程，調(diào)用Golang程序。同時返回一個雙向管道pipes數(shù)組，php向$pipe['0']中寫數(shù)據(jù)，從$pipe['1']中讀數(shù)據(jù)。
好吧，也許你已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，我是標(biāo)題檔，這里重點要講的并不只是PHP與Golang如何通信。而是在介紹一種方法： 通過雙向管道讓任意語言通信。（所有語言都會實現(xiàn)管道相關(guān)內(nèi)容）
測試：
通過對比測試，計算出各個流程占用的時間。下面提到的title.txt文件，包含100萬行文本，每行文本是從b2b平臺取的商品標(biāo)題
1: 整體流程耗時
time cat title.txt | ./test /dev/null
耗時：14.819秒，消耗時間包含：
進(jìn)程cat讀出文本
通過管道將數(shù)據(jù)傳入Golang
Golang處理數(shù)據(jù)，將結(jié)果返回到屏幕
2：計算分詞函數(shù)耗時。方案：去除分詞函數(shù)的調(diào)取，即：注釋掉Golang源代碼中的調(diào)取分詞那行的代碼
time cat title.txt | ./test /dev/null
耗時：1.817秒時間，消耗時間包含：
進(jìn)程cat讀出文本
通過管道將數(shù)據(jù)傳入Golang
Golang處理數(shù)據(jù)，將結(jié)果返回到屏幕
分詞耗時 = (第一步耗時) - (以上命令所耗時)
分詞耗時 : 14.819 - 1.817 = 13.002秒
3：測試cat進(jìn)程與Golang進(jìn)程之間通信所占時間
time cat title.txt /dev/null
耗時：0.015秒，消耗時間包含：
進(jìn)程cat讀出文本
通過管道將數(shù)據(jù)傳入Golang
go處理數(shù)據(jù)，將結(jié)果返回到屏幕
管道通信耗時：（第二步耗時） - （第三步耗時）
管道通信耗時： 1.817 - 0.015 = 1.802秒
4：PHP與Golang通信的時間消耗
編寫簡單的php文件：
?php
$descriptorspec = array(
0 = array("pipe", "r"),
1 = array("pipe", "w")
);
$handle = proc_open(
'/webroot/go/src/test/test',
$descriptorspec,
$pipes
);
$fp = fopen("title.txt", "rb");
while (!feof($fp)) {
fwrite($pipes['0'], trim(fgets($fp))."\n");
echo fgets($pipes[1]);
}
fclose($pipes['0']);
fclose($pipes['1']);
proc_close($handle);
流程與上面基本一致，讀出title.txt內(nèi)容，通過雙向管道傳入Golang進(jìn)程分詞后，再返回給php （比上面的測試多一步：數(shù)據(jù)再通過管道返回）
time php popen.php /dev/null
耗時：24.037秒，消耗時間包含：
進(jìn)程PHP讀出文本
通過管道將數(shù)據(jù)傳入Golang
Golang處理數(shù)據(jù)
Golang將返回結(jié)果再寫入管道，PHP通過管道接收數(shù)據(jù)
將結(jié)果返回到屏幕
結(jié)論：
1 ：整個分詞過程中的耗時分布
使用cat控制邏輯耗時： 14.819 秒
使用PHP控制邏輯耗時: 24.037 秒（比cat多一次管道通信）
單向管道通信耗時： 1.8 秒
Golang中的分詞函數(shù)耗時： 13.002 秒
2：分詞函數(shù)的性能： 單進(jìn)程，100萬商品標(biāo)題分詞，耗時13秒
以上時間只包括分詞時間，不包括詞典載入時間。但在本方案中，詞典只載入一次，所以載入詞典時間可以忽略（1秒左右）
3：PHP比cat慢 (這結(jié)論有點多余了，呵呵）
語言層面慢: (24.037 - 1.8 - 14.819) / 14.819 = 50%
單進(jìn)程對比測試的話，應(yīng)該不會有哪個語言比cat更快。
相關(guān)問題：
1：以上Golang源碼中寫的是一個循環(huán)，也就是會一直從管道中讀數(shù)據(jù)。那么存在一個問題：是不是php進(jìn)程結(jié)束后，Golang的進(jìn)程還會一直存在？
管道機(jī)制自身可解決此問題。管道提供兩個接口：讀、寫。當(dāng)寫進(jìn)程結(jié)束或者意外掛掉時，讀進(jìn)程也會報錯，以上Golang源代碼中的err邏輯就會執(zhí)行，Golang進(jìn)程結(jié)束。
但如果PHP進(jìn)程沒有結(jié)束，只是暫時沒有數(shù)據(jù)傳入，此時Golang進(jìn)程會一直等待。直到php結(jié)束后，Golang進(jìn)程才會自動結(jié)束。
2：能否多個php進(jìn)程并行讀寫同一個管道，Golang進(jìn)程同時為其服務(wù)？
不可以。管道是單向的，如果多個進(jìn)程同時向管道中寫，那Golang的返回值就會錯亂。
可以多開幾個Golang進(jìn)程實現(xiàn)，每個php進(jìn)程對應(yīng)一個Golang進(jìn)程。
最后，上面都是瞎扯的。如果你了解管道、雙向管道，上面的解釋對你基本沒啥用。但如果你不了解管道，調(diào)試上面的代碼沒問題，但稍有修改就有可能掉坑里。
無緩沖的通道（unbuffered channel）是指在接收前沒有能力保存任何值的通道。
這種類型的通道要求發(fā)送goroutine和接收goroutine同時準(zhǔn)備好，才能完成發(fā)送和接收操作。否則，通道會導(dǎo)致先執(zhí)行發(fā)送或接收操作的 goroutine 阻塞等待。
這種對通道進(jìn)行發(fā)送和接收的交互行為本身就是同步的。其中任意一個操作都無法離開另一個操作單獨(dú)存在。
阻塞：由于某種原因數(shù)據(jù)沒有到達(dá)，當(dāng)前協(xié)程（線程）持續(xù)處于等待狀態(tài)，直到條件滿足，才接觸阻塞。
同步：在兩個或多個協(xié)程（線程）間，保持?jǐn)?shù)據(jù)內(nèi)容一致性的機(jī)制。
下圖展示兩個 goroutine 如何利用無緩沖的通道來共享一個值：
在第 1 步，兩個 goroutine 都到達(dá)通道，但哪個都沒有開始執(zhí)行發(fā)送或者接收。
在第 2 步，左側(cè)的 goroutine 將它的手伸進(jìn)了通道，這模擬了向通道發(fā)送數(shù)據(jù)的行為。這時，這個 goroutine 會在通道中被鎖住，直到交換完成。
在第 3 步，右側(cè)的 goroutine 將它的手放入通道，這模擬了從通道里接收數(shù)據(jù)。這個 goroutine 一樣也會在通道中被鎖住，直到交換完成。
在第 4 步和第 5 步，進(jìn)行交換，并最終，在第 6 步，兩個 goroutine 都將它們的手從通道里拿出來，這模擬了被鎖住的 goroutine 得到釋放。兩個 goroutine 現(xiàn)在都可以去做別的事情了。
如果沒有指定緩沖區(qū)容量，那么該通道就是同步的，因此會阻塞到發(fā)送者準(zhǔn)備好發(fā)送和接收者準(zhǔn)備好接收。
無緩沖channel： —— 同步通信
通過var聲明或者make函數(shù)創(chuàng)建的channel變量是一個存儲在函數(shù)棧幀上的指針，占用8個字節(jié)，指向堆上的hchan結(jié)構(gòu)體
源碼包中src/runtime/chan.go定義了hchan的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如下：
hchan結(jié)構(gòu)體的主要組成部分有四個：
用來保存goroutine之間傳遞數(shù)據(jù)的循環(huán)數(shù)組：buf
用來記錄此循環(huán)數(shù)組當(dāng)前發(fā)送或接收數(shù)據(jù)的下標(biāo)值：sendx和recvx
用于保存向該chan發(fā)送和從該chan接收數(shù)據(jù)被阻塞的goroutine隊列： sendq 和 recvq
保證channel寫入和讀取數(shù)據(jù)時線程安全的鎖：lock
環(huán)形數(shù)組作為channel 的緩沖區(qū) 數(shù)組的長度就是定義channnel 時channel 的緩沖大小
在hchan 中包括了讀/寫 等待隊列， waitq是一個雙向隊列，包括了一個頭結(jié)點和尾節(jié)點。 每個節(jié)點是一個sudog結(jié)構(gòu)體變量
channel有2種類型：無緩沖、有緩沖， 在創(chuàng)建時 make(chan type cap) 通過cap 設(shè)定緩沖大小
channel有3種模式：寫操作模式（單向通道）、讀操作模式（單向通道）、讀寫操作模式（雙向通道）
channel有3種狀態(tài)：未初始化、正常、關(guān)閉
如下幾種狀態(tài)會引發(fā)panic
channel 是線程安全的，channel的底層實現(xiàn)中，hchan結(jié)構(gòu)體中采用Mutex鎖來保證數(shù)據(jù)讀寫安全。在對循環(huán)數(shù)組buf中的數(shù)據(jù)進(jìn)行入隊和出隊操作時，必須先獲取互斥鎖，才能操作channel數(shù)據(jù)
重慶分公司
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