有了 Fiber 之后的 PHP 会发生怎样的变化？

PHP 引入 Fiber（纤程）是一个非常重大的特性，它为 PHP 带来了类似协程的并发编程能力，使得 PHP 能够实现 异步非阻塞 编程模式。

Fibers 是基于用户态的轻量级线程，能够有效地管理任务的暂停与恢复，从而使得 PHP 能够处理更加复杂的并发场景。

具体来说，Fiber 让 PHP 在面对 I/O 密集型 或 高并发 的场景时，比传统的同步模式更加高效。

1. Fiber 在 PHP 中的作用

Fiber 允许开发者在 同一线程中 执行多个任务，并可以在任何时候暂停和恢复执行。

这种机制在传统的 PHP 中是不可行的，因为 PHP 是基于同步执行的（即每次只能执行一个操作，且操作之间是阻塞的）。使用 Fiber 后，PHP 能够实现类似协程或 绿色线程 的行为。

与传统多线程的区别：

Fiber 是 用户态协程，不依赖操作系统线程调度，所以它比操作系统级线程更轻量。它通过显式的 yield 和 resume 来控制程序的执行流程。
多线程 是操作系统层面的线程切换，通常需要更多的资源和开销。

2. Fiber 带来的变化

2.1 异步非阻塞编程

在没有 Fiber 之前，PHP 并不擅长处理异步操作，尤其是在处理 I/O 密集型 操作（如数据库查询、文件操作、HTTP 请求等）时，PHP 会在执行这些操作时阻塞，直到操作完成才会继续执行后续的代码。

通过 Fiber，PHP 可以在一个请求中同时执行多个任务，像 异步编程 模型一样，在执行阻塞操作时挂起当前任务，让出 CPU 资源，从而执行其他任务。

当阻塞操作完成时，Fiber 会恢复原来的任务继续执行。这种模式类似于 Node.js 的 事件循环 和 JavaScript 的 async/await。

2.2 提升并发处理能力

使用 Fiber，PHP 可以在同一进程中实现 多任务并发执行，特别是在处理多个 I/O 操作 时，Fiber 的引入避免了每次等待 I/O 操作完成时的阻塞。这大大提升了高并发场景下的性能。

例如，可以同时发起多个数据库查询、多个 HTTP 请求，所有操作都可以在同一个进程内并行执行，极大地减少了因等待而浪费的时间。

2.3 轻松实现协程

协程是一种轻量级的线程，它允许函数在执行时暂停并在稍后的某个时间点恢复执行。在 PHP 中，Fiber 让协程变得更加易于实现，减少了依赖外部扩展或框架的复杂性。

2.4 增强的代码可读性和维护性

协程编程模式通常能显著提高代码的可读性和维护性。通过 yield 和 resume，你可以通过同步的代码逻辑来处理异步任务，避免了回调地狱（callback hell）或复杂的状态机逻辑。

3. 如何使用 Fiber？

PHP 8.1 引入了 Fiber 类。通过使用 Fiber，你可以创建协程，暂停和恢复执行。下面是一个简单的示例，展示了如何使用 Fiber 来实现异步任务：

<?php

$fiber = new Fiber(function (): void {
    echo "Fiber started\n";

    // 模拟异步任务
    Fiber::suspend(); // 暂停 Fiber，模拟等待某个异步任务完成

    echo "Fiber resumed\n";
});

// 启动 Fiber
echo "Main: before fiber\n";
$fiber->start(); // 输出: Fiber started

// Fiber 暂停，主线程继续执行
echo "Main: after fiber suspend\n"; // 输出: Main: after fiber suspend

// 恢复 Fiber
$fiber->resume(); // 输出: Fiber resumed
echo "Main: after fiber resumed\n"; // 输出: Main: after fiber resumed

在这个例子中：

Fiber::suspend()：用于暂停当前 Fiber 的执行，返回控制权给调用它的主线程或其他 Fiber。
fiber->resume()：恢复 Fiber 的执行，继续执行从 suspend 暂停的地方。

4. Fiber 的应用场景

4.1 异步数据库操作

传统的数据库操作是同步的，当一个查询正在执行时，PHP 会一直等待，直到查询返回结果。

这对于并发高的场景来说，效率低下。使用 Fiber，你可以发起多个数据库查询，并让每个查询在等待过程中挂起，主线程可以继续执行其他任务，直到查询完成。

<?php
use Amp\Loop;
use Amp\Mysql;

Loop::run(function () {
    $db = yield Mysql\connect('mysql:host=127.0.0.1;dbname=test', 'root', 'password');

    // 发起多个查询并等待结果
    $result1 = yield $db->query('SELECT * FROM users');
    $result2 = yield $db->query('SELECT * FROM orders');

    // 处理查询结果
    $users = yield $result1->fetchAll();
    $orders = yield $result2->fetchAll();

    var_dump($users, $orders);
});

在这个例子中，两个查询通过 Fiber 实现并发执行，而不会阻塞 PHP 程序。

4.2 高并发 HTTP 请求

Fiber 也适用于发起多个 HTTP 请求的并发处理，特别是在进行大规模爬虫或并行数据抓取时，可以大大提升效率。通过 Fiber，多个 HTTP 请求可以同时进行，而不需要等待某一个请求完成后才能开始另一个。

<?php
use Amp\Http\Client\HttpClientBuilder;
use Amp\Http\Client\Request;
use Amp\Loop;

Loop::run(function () {
    $client = HttpClientBuilder::buildDefault();

    $request1 = new Request('https://example.com/page1');
    $request2 = new Request('https://example.com/page2');

    $response1 = yield $client->request($request1);
    $response2 = yield $client->request($request2);

    echo yield $response1->getBody();
    echo yield $response2->getBody();
});

在这个例子中，request 和 response 操作都可以并发执行，提高了 I/O 操作的效率。

4.3 长时间运行的任务

在 CLI 或其他长期运行的 PHP 脚本中，如果有多个任务需要交替执行，Fiber 可以非常方便地切换任务，避免单个任务阻塞整个脚本。例如，可以在处理大批量数据时，利用 Fiber 实现任务的暂停和恢复，避免长时间的阻塞。

5. Fiber 的挑战与限制

尽管 Fiber 为 PHP 带来了异步编程的优势，但它也有一定的局限性和挑战：

PHP 传统的同步编程模型不兼容：Fiber 需要开发者适应新的编程模型，可能需要重构现有的同步代码来支持 Fiber。
性能开销：虽然 Fiber 是用户态协程，开销比线程小，但它仍然带来了一定的内存和执行成本，尤其是在需要频繁暂停和恢复任务的场景下。
第三方库支持有限：尽管 Fiber 提供了强大的并发支持，但并不是所有的 PHP 扩展和库都与 Fiber 兼容。例如，某些扩展或库可能依赖于 PHP 的传统同步模型，不支持或难以适配 Fiber。