PHP与Go语言之间的通信详解

前言

最近工作中遇到的一个场景，php项目中需要使用一个第三方的功能，而恰好有一个用Golang写好的类库。那么问题就来了，要如何实现不同语言之间的通信呢？下面就来一起看看吧。

常规的方案

    1、 用Golang写一个http/TCP服务，php通过http/TCP与Golang通信

     2、将Golang经过较多封装，做为php扩展。

     3、PHP通过系统命令，调取Golang的可执行文件

存在的问题

     1、http请求，网络I/O将会消耗大量时间

     2、需要封装大量代码

     3、PHP每调取一次Golang程序，就需要一次初始化，时间消耗很多

优化目标

     1、Golang程序只初始化一次（因为初始化很耗时）

     2、所有请求不需要走网络

     3、尽量不大量修改代码

解决方案

     1、简单的Golang封装，将第三方类库编译生成为一个可执行文件

     2、PHP与Golang通过双向管道通信

使用双向管道通信优势

     1：只需要对原有Golang类库进行很少的封装

     2：性能最佳 （IPC通信是进程间通信的最佳途径）

     3：不需要走网络请求，节约大量时间

     4：程序只需初始化一次，并一直保持在内存中

具体实现步骤

1：类库中的原始调取demo

1. package main
2. import (
3. "fmt"
4. "github.com/yanyiwu/gojieba"
5. "strings"
6. )
7.  
8. func main() {
9. x := gojieba.NewJieba()
10. defer x.Free()
11.  
12. s := "小明硕士毕业于中国科学院计算所，后在日本京都大学深造"
13. words := x.CutForSearch(s, true)
14. fmt.Println(strings.Join(words, "/"))
15. }

保存文件为main.go，就可以运行

2：调整后代码为：

1. package main
2. import (
3. "bufio"
4. "fmt"
5. "github.com/yanyiwu/gojieba"
6. "io"
7. "os"
8. "strings"
9. )
10.  
11. func main() {
12.  
13. x := gojieba.NewJieba(
14. "/data/tmp/jiebaDict/jieba.dict.utf8",
15. "/data/tmp/jiebaDict/hmm_model.utf8",
16. "/data/tmp/jiebaDict/user.dict.utf8"
17. )
18. defer x.Free()
19.  
20. inputReader := bufio.NewReader(os.Stdin)
21. for {
22. s, err := inputReader.ReadString('\n')
23. if err != nil && err == io.EOF {
24. break
25. }
26. s = strings.TrimSpace(s)
27.  
28. if s != "" {
29. words := x.CutForSearch(s, true)
30. fmt.Println(strings.Join(words, " "))
31. } else {
32. fmt.Println("get empty \n")
33. }
34. }
35. }

只需要简单的几行调整，即可实现：从标准输入接收字符串，经过分词再输出

测试：

1. # go build test
2. # ./test
3. # //等待用户输入，输入”这是一个测试“
4. # 这是 一个 测试 //程序

3：使用cat与Golang通信做简单测试

1. //准备一个title.txt，每行是一句文本
2. # cat title.txt | ./test

正常输出，表示cat已经可以和Golang正常交互了

4：PHP与Golang通信

　　以上所示的cat与Golang通信，使用的是单向管道。即：只能从cat向Golang传入数据，Golang输出的数据并没有传回给cat，而是直接输出到屏幕。但文中的需求是：php与Golang通信。即php要传数据给Golang，同时Golang也必须把执行结果返回给php。因此，需要引入双向管道。

　　在PHP中管道的使用：popen("/path/test") ，具体就不展开说了，因为此方法解决不了文中的问题。

双向管道：

1. $descriptorspec = array(
2. 0 => array("pipe", "r"),
3. 1 => array("pipe", "w")
4. );
5. $handle = proc_open(
6. '/webroot/go/src/test/test',
7. $descriptorspec,
8. $pipes
9. );
10. fwrite($pipes['0'], "这是一个测试文本\n");
11. echo fgets($pipes[1]);

解释：使用proc_open打开一个进程，调用Golang程序。同时返回一个双向管道pipes数组，php向$pipe['0']中写数据，从$pipe['1']中读数据。

好吧，也许你已经发现，我是标题档，这里重点要讲的并不只是PHP与Golang如何通信。而是在介绍一种方法： 通过双向管道让任意语言通信。（所有语言都会实现管道相关内容）

测试：

通过对比测试，计算出各个流程占用的时间。下面提到的title.txt文件，包含100万行文本，每行文本是从b2b平台取的商品标题

1: 整体流程耗时

1. time cat title.txt | ./test > /dev/null

耗时：14.819秒，消耗时间包含：

     进程cat读出文本

     通过管道将数据传入Golang

     Golang处理数据，将结果返回到屏幕

2：计算分词函数耗时。方案：去除分词函数的调取，即：注释掉Golang源代码中的调取分词那行的代码

1. time cat title.txt | ./test > /dev/null

耗时：1.817秒时间，消耗时间包含：

     进程cat读出文本

     通过管道将数据传入Golang

     Golang处理数据，将结果返回到屏幕

分词耗时 = (第一步耗时) - (以上命令所耗时)

分词耗时 : 14.819 - 1.817 = 13.002秒

3：测试cat进程与Golang进程之间通信所占时间

1. time cat title.txt > /dev/null

耗时：0.015秒，消耗时间包含：

     进程cat读出文本

     通过管道将数据传入Golang

     go处理数据，将结果返回到屏幕

管道通信耗时：（第二步耗时） - （第三步耗时）

管道通信耗时： 1.817 - 0.015 = 1.802秒

4：PHP与Golang通信的时间消耗

编写简单的php文件：

1. <?php
2. $descriptorspec = array(
3. 0 => array("pipe", "r"),
4. 1 => array("pipe", "w")
5. );
6.  
7. $handle = proc_open(
8. '/webroot/go/src/test/test',
9. $descriptorspec,
10. $pipes
11. );
12.  
13. $fp = fopen("title.txt", "rb");
14.  
15. while (!feof($fp)) {
16. fwrite($pipes['0'], trim(fgets($fp))."\n");
17. echo fgets($pipes[1]);
18. }
19.  
20. fclose($pipes['0']);
21. fclose($pipes['1']);
22. proc_close($handle);

流程与上面基本一致，读出title.txt内容，通过双向管道传入Golang进程分词后，再返回给php （比上面的测试多一步：数据再通过管道返回）

1. time php popen.php > /dev/null

耗时：24.037秒，消耗时间包含：

     进程PHP读出文本

     通过管道将数据传入Golang

     Golang处理数据

     Golang将返回结果再写入管道，PHP通过管道接收数据

     将结果返回到屏幕

结论：

1 ：整个分词过程中的耗时分布

    使用cat控制逻辑耗时：        14.819 秒

    使用PHP控制逻辑耗时:         24.037 秒（比cat多一次管道通信）

    单向管道通信耗时：           1.8    秒

    Golang中的分词函数耗时：     13.002 秒

2：分词函数的性能： 单进程，100万商品标题分词，耗时13秒

    以上时间只包括分词时间，不包括词典载入时间。但在本方案中，词典只载入一次，所以载入词典时间可以忽略（1秒左右）

3：PHP比cat慢 (这结论有点多余了，呵呵）

    语言层面慢: (24.037 - 1.8 - 14.819) / 14.819 = 50%

单进程对比测试的话，应该不会有哪个语言比cat更快。

相关问题：

1：以上Golang源码中写的是一个循环，也就是会一直从管道中读数据。那么存在一个问题：是不是php进程结束后，Golang的进程还会一直存在？

管道机制自身可解决此问题。管道提供两个接口：读、写。当写进程结束或者意外挂掉时，读进程也会报错，以上Golang源代码中的err逻辑就会执行，Golang进程结束。
但如果PHP进程没有结束，只是暂时没有数据传入，此时Golang进程会一直等待。直到php结束后，Golang进程才会自动结束。

2：能否多个php进程并行读写同一个管道，Golang进程同时为其服务？

不可以。管道是单向的，如果多个进程同时向管道中写，那Golang的返回值就会错乱。
可以多开几个Golang进程实现，每个php进程对应一个Golang进程。

如果你了解管道、双向管道，上面的解释对你基本没啥用。但如果你不了解管道，调试上面的代码没问题，但稍有修改就有可能掉坑里。