PHP异步协程开发：解决大文件上传与下载的难题

随着网络技术的发展和应用场景的不断扩展，大文件上传和下载已经成为了许多Web应用面临的难题。传统的处理方式往往耗时较长，效率较低，而PHP异步协程开发则能够有效地解决这些问题。

近年来，PHP语言的异步编程技术逐渐得到了广泛的应用，其中协程技术在实际开发中得到了更广泛的运用。协程是一种用户线程的高级形式，它允许线程中断，等待某些事件的发生，然后再恢复线程的执行。通俗来讲，就是在代码执行过程中，主动让出CPU，进行一些其他的操作。

下面将详细介绍PHP异步协程开发在大文件上传和下载中的应用。

一、大文件上传

在Web应用程序中，大文件上传一般是通过HTTP协议实现的。当用户上传一个大文件时，服务器需要将这个文件读入内存并写入磁盘，这个过程需要耗费大量的时间和资源。如果在传统的处理方式中，一旦上传某个大文件，服务器将会一直等待上传完成，无法同时处理其他请求。这不仅浪费资源，也会影响用户体验。

基于协程的解决方案：

一、客户端将文件分片上传到服务器，这里使用H5的FormData API和XMLHttpRequest对象实现

二、服务器收到上传请求后，检查上传文件的切片数与文件大小是否一致，如果一致，则将收到的切片存入目标文件中。

三、如果不一致，则返回错误信息。如果有任何一个文件块接收失败，应该清理其他已经上传的分块，以免产生半成品文件。

四、上传完成后，服务器端可以对文件属性等进行操作。如果文件比较大，可以异步地对文件进行处理，避免IO与CPU intensive对CPU的敏感度。

下面是一段示例代码：

<?php
// 启用协程运行时
SwooleRuntime::enableCoroutine();

$http = new SwooleHttpServer("127.0.0.1", 9501);

// 监听HTTP请求
$http->on("request", function ($request, $response) {

    // 从请求中获取分块数据
    $chunk = $request->rawContent();

    // 获取分块所属的文件名和分块编号
    $fileName = $_POST['fileName'];
    $chunkIndex = $_POST['chunkIndex'];

    // 将分块数据追加写入到目标文件中
    $fp = fopen($fileName, 'ab');
    fwrite($fp, $chunk);
    fclose($fp);

    // 判断是否上传完成
    if (intval($_POST['totalChunks']) == $chunkIndex + 1) {
        $response->end("Upload completed.");
    } else {
        $response->end("Upload success.");
    }
});

$http->start();

二、大文件下载

在Web应用程序中，大文件下载也是通过HTTP协议实现的。当用户需要下载一个大文件时，服务器需要从磁盘中读取文件并将其发送给客户端，这个过程也需要耗费大量的时间和资源。如果在传统的处理方式中，服务器一次性将整个文件读入内存并发送给客户端，这样不仅浪费资源，而且可能导致服务器宕机。

基于协程的解决方案：

一、每次从磁盘中读取一定块的数据，发送给客户端

二、使用协程进行控制，每发送一定量的数据后yield让出CPU

三、当客户端消费完当前的块后，向服务器端发送消息，进入下一个块的数据发送

下面是一段示例代码：

<?php
// 启用协程运行时
SwooleRuntime::enableCoroutine();

$server = new SwooleHttpServer('127.0.0.1', 9502);

$server->on('request', function($request, $response) {
    $filePath = '/path/to/large/file';
    $startPos = 0;
    $readChunkSize = 8192;

    $fileSize = filesize($filePath);

    $response->header('Content-Type', 'application/octet-stream');
    $response->header('Accept-Ranges', 'bytes');

    // 读取和发送一块数据
    function readAndSendChunk($fp, $response, $startPos, $readChunkSize, $fileSize) {
        fseek($fp, $startPos);
        $maxLength = $fileSize - $startPos;
        if ($maxLength > $readChunkSize) {
            $maxLength = $readChunkSize;
        }
        $data = fread($fp, $maxLength);
        $response->write($data);
        return $startPos + $maxLength;
    }

    // 每发送一定量的数据后yield，让出CPU
    function sendByYield($fp, $response, $startPos, $readChunkSize, $fileSize) {
        while ($startPos < $fileSize) {
            $startPos = readAndSendChunk($fp, $response, $startPos, $readChunkSize, $fileSize);
            yield;
        }
        fclose($fp);
        $response->end();
    }

    // 检查是否支持断点续传
    $range = $request->header['range'];
    if ($range) {
        $status = '206 Partial Content';
        $range = explode('-', substr($range, 6));
        if ($range[0] === '') {
            $startPos = $fileSize - intval($range[1]);
        } else if ($range[1] === '') {
            $startPos = intval($range[0]);
        } else {
            $startPos = intval($range[0]);
            $readChunkSize = intval($range[1]) - $startPos + 1;
            $response->header('Content-Length', $readChunkSize);
        }
    } else {
        $status = '200 OK';
        $response->header('Content-Length', $fileSize);
    }

    $response->header('HTTP/1.1', $status);
    $response->header('Content-Disposition', 'attachment;filename="'.basename($filePath).'"');
    $response->header('Content-Range', 'bytes '.$startPos.'-'.($startPos+$readChunkSize-1).'/'.$fileSize);

    $fp = fopen($filePath, 'rb');
    fseek($fp, $startPos);

    $response->status(200);

    // 使用协程进行控制
    for ($i = 1; $i <= 5; $i++) {
        go(function() use ($fp, $response, $startPos, $readChunkSize, $fileSize) {
            yield from sendByYield($fp, $response, $startPos, $readChunkSize, $fileSize);
        });
    }
});

$server->start();

结语：

本文详细介绍了PHP异步协程开发在大文件上传和下载中的应用，并给出了具体的代码实现示例。在实际开发中，使用基于协程的异步编程技术，能够有效地提高Web应用的处理性能和用户体验，值得开发者深入研究和探索。