news 2026/6/23 11:41:17

TrueAsync Server 为 PHP 带来了原生的高性能 HTTP 服务器

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张小明

前端开发工程师

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TrueAsync Server 为 PHP 带来了原生的高性能 HTTP 服务器

一切都在一个线程中

首先也是最重要的一点:TrueAsync Server 是一个"一切都在一个线程中"的服务器。从解析请求到发送响应的整个处理过程,都在单一线程上完成。在这一点上,TrueAsync Server 在以非 PHP 语言实现的 PHP 生态项目中几乎是独一无二的(尽管 Swoole 在基础模式下也运行单个工作进程)。AMPHP 服务器采用了类似的单线程事件循环模型——区别在于 AMPHP 是用 PHP 实现的,而 TrueAsync Server 作为原生扩展嵌入到 PHP 进程中。

"每个线程一个事件循环"的模型本身并不罕见:这正是 NGINX、Envoy、Node.js 以及 Rust 技术栈 Tokio + hyper 的构建方式。核心思想是一个线程从始至终同时持有连接和请求:没有接受线程与工作线程之间的交接,没有锁,没有上下文切换。

优势与代价

这种架构有一个明显的缺点。如果 PHP 虚拟机与 TrueAsync Server 位于同一线程上,而 PHP 虚拟机崩溃——服务器工作进程也会随之崩溃。客户端可能会突然失去连接。如果反应器与 PHP 虚拟机运行在不同的线程上,甚至不同的进程中,架构看起来会更健壮:客户端至少能收到一个错误响应。

缺点到此为止——剩下的都是优势:

  • 无需线程间通信。线程间通信需要复杂的算法,而这些算法永远无法在所有场景下都达到最优:某些类型的网络负载表现良好,另一些则不尽如人意。
  • 简单、可预测的扩展方式。启动第二个工作进程——性能大致翻倍。工作进程通过setWorkers(N)启动,内核通过SO_REUSEPORT在它们之间分配连接。每个工作进程都是一个独立的事件循环,没有共享状态,没有全局锁。
  • 对服务器的完全、无约束控制。PHP 虚拟机与服务器是一个整体。在另一个线程上管理连接可能复杂得多;当每个操作都在一个线程内时,许多决策都变得更简单。

顺便一提,多工作进程模式在一定程度上抵消了工作进程崩溃的缺点:一个工作进程崩溃不会拖垮其余进程。

为什么用 C 而不是 PHP

PHP 生态中已有不少现代服务器项目。FrankenPHP 基于 Go 语言实现的 Caddy,还有 Rust 语言实现的服务器项目。TrueAsync Server 用 C 编写有充分的理由:

  • 这是将服务器直接嵌入 PHP 的便捷方式——尽可能贴近 PHP 内核。
  • 底层使用了已经成为事实标准的 C 库:nghttp2用于 HTTP/2,ngtcp2+nghttp3用于 HTTP/3,llhttp(Node.js 使用的同一个解析器)用于 HTTP/1.1。
  • 服务器直接链接到 OpenSSL,后者已经是 PHP 构建的一部分。不过,对于 HTTP/3,需要用 3.5 以上版本替换——这是其所需要的 QUIC TLS API 首次出现的版本。
  • 服务器使用了 Zend VM。这有利有弊。利——更好的资源控制:服务器和 PHP 代码的内存在单个memory_limit内统一核算。弊——Zend VM 存在一些性能问题,有时会影响服务器表现。
  • 服务器尽可能将数据结构直接解析为 PHP 数组。

单端口多协议

单个服务器支持多种协议。HTTP/1.1、HTTP/2、WebSocket、SSE 和 gRPC 共享同一个 TCP 端口和同一个事件循环;协议选择通过 ALPN(TLS 场景下)或 HTTP Upgrade 完成。HTTP/3 通过 QUIC 运行在同一 UDP 端口上,并通过Alt-Svc头部告知客户端,使客户端在后续请求中无缝切换。

这意味着一次$server->start()调用即可同时通过 HTTP/2 提供 REST API、通过 Server-Sent Events 推送事件、维持 WebSocket 连接,并暴露 gRPC 端点。

服务器优化策略

高吞吐量并非靠一个大招实现——而是许多小决策的总和:

  • 热路径上的池化。请求体缓冲区、压缩编码器、HTTP/3 流、连接槽位——一切都在池中管理。重复请求不会打扰分配器和内核;编码器被复用而非重新创建。
  • 大缓冲区的几何增长。PHP 标准的smart_str存在一个隐藏的性能悬崖:超过某个阈值后,每次增长都会变成一次系统调用,其开销随缓冲区大小而增长。在大请求体上,这曾消耗多达一半的请求时间。
  • 热路径上的零拷贝。multipart 解析器直接操作传入缓冲区。HTTP/2 无需中间 PHP 缓冲区即可提供静态内容,HTTP/1 对大文件回退到sendfile()
  • 与内核网络栈友好协作SO_REUSEPORT将连接分散到工作进程,将头部与响应体合并发送,chunk 大小匹配 TLS 记录大小。
  • 并发请求间的共享内存。一个请求打开的文件,其缓冲区可被另一个请求复用。

这些优化使代码相对于实际工作负载保持轻量。服务器嵌入到 TrueAsync 事件循环中,使其在协程之间工作:当 PHP 代码等待数据库响应时,服务器接受下一个请求。当协程进入 I/O 等待时,反应器立即处理下一个就绪事件——没有线程空闲等待。

API 概览

服务器的公开 API 包含两个基本类:

  • HttpServerConfig——配置对象。
  • HttpServer——服务器本身,由配置创建并启动。

一个最小应用示例:

use TrueAsync\HttpServer; use TrueAsync\HttpServerConfig; $server = new HttpServer( (new HttpServerConfig())->addListener('0.0.0.0', 8080) ); $server->addHttpHandler(function ($request, $response) { $response->setStatusCode(200)->setBody('Hello, World!'); }); $server->start(); // 阻塞当前线程直到 stop() 被调用

监听器

监听器是"协议 + 传输层 + 主机 + 端口"的组合。

  • addListener()——TCP,HTTP/1.1 + HTTP/2(通过首字节或 ALPN 选择);
  • addHttp1Listener()/addHttp2Listener()——限制为单一协议的端口;
  • addHttp3Listener()——UDP/QUIC;
  • addUnixListener()——Unix 域套接字。

处理器

处理器是在每个新请求到达时被调用的函数。它们接收请求和响应对象,并可以像往常一样操作它们。服务器支持多种类型的处理器,每种对应特定的协议:

$server->addHttpHandler(fn ($req, $res) => /* ... */); // HTTP/1.1 + HTTP/2 $server->addHttp2Handler(fn ($req, $res) => /* ... */); // HTTP/2 专用 $server->addWebSocketHandler(fn ($req, $res) => /* ... */);

每个处理器在自己的协程中运行:HTTP/1——每个请求一个协程,HTTP/2 和 HTTP/3——每个流一个协程。

当处理器进入 await(例如等待数据库响应)时,它既不会阻塞其他连接,也不会阻塞其他流。

请求与响应

请求对象是只读的。其 API 包括:getMethod()getUri()getHttpVersion()getHeader()/getHeaderLine()/getHeaders()/hasHeader()(头部名称不区分大小写)、getContentType()getContentLength()getBody()。对于表单和文件上传——getPost()getFiles()getFile()

响应对象是唯一的输出通道。设置器支持链式调用(流式接口):

$response ->setStatusCode(200) ->setHeader('Content-Type', 'text/plain') ->setBody('payload') ->end();

流式传输

由于服务器支持 HTTP/2 和 HTTP/3,它从底层就为流式传输而构建。开发者可以完全控制数据何时发送到客户端,而无需等待处理器完成。服务器不强制在内存中持有整个响应体才能一次性发送。响应有两种模式:

  • 缓冲模式——setBody()/write()累积响应体,在结束时一次性通过网络发出;
  • 流式模式——send()将下一个数据块直接推送到网络。
$server->addHttpHandler(function ($req, $res) { $res->setStatusCode(200)->setHeader('Content-Type', 'text/event-stream'); foreach (fetch_events() as $event) { // 数据源可能是无限的 $res->send("data: {$event}\n\n"); // 数据块立即发出 } $res->end(); // 关闭流 });

第一次调用send()会提交头部;此后,对于 HTTP/1.1 这是Transfer-Encoding: chunked,对于 HTTP/2 和 HTTP/3 则是独立的 DATA 帧。换句话说,同一段处理器代码可以在任何协议下生成正确的流——服务器负责处理协议差异。

流式传输对 HTTP/2 尤其有用。HTTP/2 中每个请求是同一连接内的独立流,每个流在自己的协程中运行。流式输出意味着可以随着数据生成即时发送——Server-Sent Events、导出大型报告、gRPC 流式传输——而无需将全部数据展开到内存中。由于 HTTP/2 具有每个流的流量控制窗口,慢速客户端不应该撑爆服务器内存。为此提供了$res->sendable()方法——它报告流是否准备好立即接收下一个数据块;如果未就绪,协程只需让出给其他协程,直到窗口释放。

请求体也可以作为流到达。使用Request::readBody()方法可以分块读取请求体,而无需等待完整接收:

while (($chunk = $req->readBody()) !== null) { $sink->write($chunk); // 每次处理 64 KiB,而不是一次性处理 2 GiB }

这样一来,GB 级别的上传可以被代理到文件或另一个服务,而不必在内存中组装完整数据。

文件处理器

服务器实现了一个专门优化的静态文件服务路径。

它是一个构建器类StaticHandler,在服务器上与常规处理器一起注册:

use TrueAsync\StaticHandler; $static = (new StaticHandler('/assets/', '/var/www/public')) ->setIndexFiles('index.html') ->enablePrecompressed('br', 'gzip', 'zstd') ->setCacheControl('public, max-age=86400'); $server->addStaticHandler($static);

第一个参数是 URL 前缀(虚拟挂载路径),第二个是磁盘上的目录。处理器的主要目标是以最快速度提供文件服务,而不切换到 PHP 代码。

以下特性已开箱即用:

  • MIME 类型——内置 44 种扩展名的表格(二分查找),外加通过setMimeType()自定义覆盖。
  • 条件请求——基于(mtime, size, inode)的弱 ETag,处理If-None-Match/If-Modified-Since并返回 304 响应,支持 HEAD 请求。
  • 范围请求——206 Partial Content、Content-Range,对无效范围的正确 416 响应。
  • 预压缩文件——如果main.css.br/.gz/.zst与文件同目录且客户端接受,服务器直接提供现成的压缩文件,而非即时压缩。
  • 安全性——防止路径穿越(../%2e%2e、NUL 字节、反斜杠),dotfile 策略(.git/默认关闭),符号链接策略(拒绝 / 跟随 / OwnerMatch),按 glob 掩码隐藏文件。
  • 打开文件缓存——可选的按处理器配置的打开文件缓存,支持 LRU 和 TTL:在热点文件集上跳过stat、ETag
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