PHP 是异步的吗？

要判断 PHP 是否"异步"，首先需要理解"异步"的含义。异步指的是：不同时发生。当某项操作耗时时，与其等待完成，不如先去做其他事情，等操作完成后再回来继续。因此，异步的核心在于操作是非阻塞的。

人们常常混淆异步和并行。

打个比方：异步如同一位厨师将锅接满水放在灶台上开火，趁水烧开的工夫去切蔬菜。等蔬菜切好、水也烧开，就开始烹饪。

并行则是两位厨师：一位切蔬菜的同时，另一位负责烧水。蔬菜切好、水也烧开后，由第一位厨师负责烹饪。

并行节省了时间，因为切蔬菜与烧水准备是同时进行的。但两种模式下，水烧开的过程中都可以去做其他事情。

具体而言，我们的"厨师"就是机器的 CPU/GPU。

PHP 的异步能力

从 2002 年 PHP 4.3 发布起，一项重要功能被引入：Streams。通过 stream_set_blocking() 和 stream_select() 函数，PHP 进入了异步编程时代。

$h = fopen(__FILE__, 'r');
stream_set_blocking($h, false);
$content = '';
while (!feof($h)) {
    $read = array($h);
    $write = $except = null;
    // 检查是否有可读内容，最多等待 1000 微秒
    // 永远不要设为 0，否则会导致 CPU 过度占用
    $ready = stream_select($read, $write, $except, 1000);

    if ($ready === 0) {
        // 没有可读内容，稍作等待
        // 或者去做其他事情...
        usleep(1000);
        continue;
    }
    $chunk = fgets($h, 1024);
    if ($chunk !== false) {
        $content .= $chunk;
    }
}

fclose($h);

echo $content;

注意，这段示例代码刻意简化，未处理错误等情况。

在 usleep(1000) 的位置，可以执行其他操作，比如读取另一个文件，甚至向其他服务器发起 HTTP 请求。不过，如果你的文件系统很快，可能不会进入等待时间。这种技术更适合处理慢速文件系统或其他类型的 I/O 操作。

23 年前 PHP 就已支持异步编程，然而几年前人们还说 PHP 不是异步语言，为什么？

因为实现异步不仅仅是启动非阻塞处理，还需要有机制来管理这些等待时间。

这就引入了协程的概念。协程是一种可以被挂起、之后恢复的函数。

协程与 Fiber

2013 年 6 月，PHP 5.5 引入生成器（Generators）后，开发者开始将其改造为协程使用。

$generator = (function() {
    $count = 3;
    echo "开始\n";
    while(true) {
        yield; // 挂起函数（生成器）
        echo "有结果了吗？\n";
        $count--;
        if ($count === 0) {
            return; // 收到结果，停止
        }
    }
})();

$generator->current(); // 启动处理
do {
    echo "做其他事情\n";
    $generator->next(); // 恢复函数执行（从 yield 处继续）
} while ($generator->valid()); // 函数是否结束？
echo "结束\n";

PHP 8.1 的发布标志着 PHP 向异步编程迈出了重要一步，引入了 Fiber 作为真正的协程技术基础。

$fiber = new Fiber(function() {
    $count = 3;
    echo "开始\n";
    while(true) {
        Fiber::suspend(); // 挂起 fiber
        echo "有结果了吗？\n";
        $count--;
        if ($count === 0) {
            return; // 收到结果，停止
        }
    }
});

$fiber->start(); // 启动处理
do {
    echo "做其他事情\n";
    $fiber->resume(); // 恢复 fiber 执行
} while (!$fiber->isTerminated()); // fiber 是否结束？
echo "结束\n";

你会发现代码与使用生成器时几乎没什么变化。

虽然 PHP 从 4.3 版本就具备底层异步能力，但 PHP 8.1 引入的 Fiber 标志着一个转折点。Fiber 提供了原生且强大的异步编程工具，使其变得更加自然。

Event Loop

既然我们已经知道如何中断协程并执行非阻塞处理，接下来需要管理多个并行任务，因为单个异步处理的意义不大。

谈到并行，人们常会想到线程——线程提供进程间的自然隔离，并能利用多核 CPU，这对计算密集型任务非常有吸引力。

然而，并行、特别是多线程的实现更为复杂，调试更困难，还存在死锁和内存并发访问的风险。

正是出于这些原因，Web 领域更倾向于使用另一种模式：EventLoop。Web 场景的特点是并发连接数可能非常高。

EventLoop 是一个无限循环，它监听事件队列（如结果到达），并以串行方式逐个处理。

我们将待处理的任务加入这个队列，然后启动循环。

问题是如何告知 EventLoop 如何处理任务的结果？很简单，我们指定一个回调函数，当结果可用时 EventLoop 会调用它。

注意：下面代码中的 EventLoop 是虚构的，但代表了大多数 EventLoop 的工作方式。

$loop = EventLoop::get();
$loop->addReadStream('file.txt', function(string $data) {
    echo "读取到的数据：{$data}";
});
echo "启动 EventLoop\n";
$loop->run();

这段代码的预期输出：

启动 EventLoop
读取到的数据：<file.txt 的内容>

同时读取两个文件的情况：

$loop = EventLoop::get();
$loop->addReadStream('/dev/cdrom/file1.txt', function(string $data) {
    echo "数据 1 已读取：{$data}";
});
$loop->addReadStream('/dev/fb0/file2.txt', function(string $data) {
    echo "数据 2 已读取：{$data}";
});
echo "启动 EventLoop\n";
$loop->run();

根据存储介质的性能，输出可能是：

启动 EventLoop
数据 2 已读取：<软盘数据>
数据 1 已读取：<光盘数据>

Promise

当需要链式执行异步操作时，就会陷入回调地狱（或末日金字塔）：回调函数层层嵌套。

$loop = EventLoop::get();
$loop->addReadStream('file.txt', function(string $data) {
    EventLoop::get()->defer(function() use ($data) {
        return compressData($data);
    }, function ($compressedData) {
        EventLoop::get()->addWriteStream(
            'http://foo', 
            $compressedData, 
            function (Response $response) {
                echo "数据已发送\n";
            });
    });
});
echo "启动 EventLoop\n";
$loop->run();

如果再加上错误处理，代码会更加复杂难读。

为了改善可读性和更好地管理异步，Promise（承诺）的概念值得考虑。

Promise 的概念于 80 年代在 Multilisp 等语言中引入，但真正流行是在 2009 年，Dojo、Q、jQuery.Deferred 等 JavaScript 库率先实现了它。

Promise 是什么？它是一个包含处理结果（当前或未来）的对象。打个比方：

"我不会立即给你处理结果，但我承诺稍后会在这个对象里给你。"

示例代码：

$promise = new Promise(function ($resolve, $reject) {
    echo "启动 Promise\n";
    $resolve("Hello, world!");
});

运行这段代码会看到 "启动 Promise"，但 "Hello, world!" 在哪里？为什么要调用 $resolve()？

实际上，需要使用 then() 方法配合回调函数：

$promise = new Promise(function ($resolve, $reject) {
    echo "启动 Promise\n";
    $resolve("Hello, world!");
});

$promise->then(