PHP并发查询MySQL

同步查询

这是我们最常的调用模式，客户端调用Query[函数]，发起查询命令，等待结果返回，读取结果；再发送第二条查询命令，等待结果返回，读取结果。总耗时，会是两次查询的时间之和。简化一下过程，例如下图：

例图，由1.1到1.3为一个Query[函数]的调用，两次查询，就要串行经历1.1、1.2、1.3、2.1、2.2、2.3，尤其在1.2和2.2会阻塞等待，进程没法做其他事情。
同步调用的好处是，符合我们的直观思维，调用和处理都简单。缺点是进程阻塞在等待结果返回，增加额外的运行时间。
如果，有多条查询请求，或者进程还有其他的事情处理，那么能否把等待的时间也合理利用起来，提高进程的处理能力呢，显然是可以的。

拆分

现在，我们把Query[函数]打碎，客户端在1.1后，马上返回，客户端跳过1.2，在1.3有数据达到后再去读取数据。这样进程在原来的1.2阶段就解放了，可以做更多的事情，例如…再发起一条sql查询[2.1]，是否看到了并发查询的雏形了。

并发查询

相对于同步查询的下一条查询的发起都在上一条完成后，并发查询，可以在上一条查询请求发起后，立刻发起下一条查询请求。简化一下过程，下图：

例图，在1.1.1成功发送完请求后，立马返回[1.1.2]，最终查询结果的返回时在遥远的1.2 。但是在，1.1.1到1.2中间，还发起了另一个查询请求，这时间段内，就同时发起了两条查询请求，2.2先于1.2到达，那么两条查询的总耗时，只相当于第一条查询的时间。
并发查询的优点是，可以提高进程的使用率，避免阻塞等待服务器处理查询，缩短了多条查询的耗时。但缺点也很明显，发起N条并发查询，就需要建立N条数据库链接，对于有数据库连接池的应用来说，可以避免这种情况。

退化

理想情况下，我们希望并发N条查询，总耗时等于查询时间最长的一条查询。但也有可能并发查询会[退化]为[同步查询]。What？例图中，如果1.2在2.1.1前就返回了，那么并发查询就[退化]为[同步查询]了，但付出的代价却比同步查询要高。

多路复用

发起query1
发起query2
发起query3
………
等待query1、query2、query3
读取query2结果
读取query1结果
读取query3结果

那么，怎么等待知道什么时候查询结果返回了，又是哪个的查询结果返回呢？
对每个查询IO调用read？如果是遇上阻塞IO，这样就会阻塞在一个IO上，其他IO有结果返回了，也没法处理。那么，如果是非阻塞IO，那不用怕会阻塞在其中一个IO上了，确实是，但又会造成不断地轮询判断，浪费CPU资源。
对于这种情况可以使用多路复用轮询多个IO。

PHP实现并发查询MySQL

PHP的mysqli（mysqlnd驱动）提供多路复用轮询IO（mysqli_poll）和异步查询（MYSQLI_ASYNC、mysqli_reap_async_query），使用这两个特性实现并发查询，示例代码：

<?php
    $sqls = array(
        'SELECT * FROM `mz_table_1` LIMIT 1000,10',
        'SELECT * FROM `mz_table_1` LIMIT 1010,10',
        'SELECT * FROM `mz_table_1` LIMIT 1020,10',
        'SELECT * FROM `mz_table_1` LIMIT 10000,10',
        'SELECT * FROM `mz_table_2` LIMIT 1',
        'SELECT * FROM `mz_table_2` LIMIT 5,1'
    );
    $links = [];
    $tvs = microtime();
    $tv = explode(' ', $tvs);
    $start = $tv[1] * 1000 + (int)($tv[0] * 1000);
    // 链接数据库，并发起异步查询
    foreach ($sqls as $sql) { 
        $link = mysqli_connect('127.0.0.1', 'root', 'root', 'dbname', '3306');
        $link->query($sql, MYSQLI_ASYNC); // 发起异步查询，立即返回
        $links[$link->thread_id] = $link;
    }
    $llen = count($links);
    $process = 0;
    do {
        $r_array = $e_array = $reject = $links;
        // 多路复用轮询IO
        if(!($ret = mysqli_poll($r_array, $e_array, $reject, 2))) {
            continue;
        }
        // 读取有结果返回的查询，处理结果
        foreach ($r_array as  $link) {
            if ($result = $link->reap_async_query()) {
                print_r($result->fetch_row());
                if (is_object($result))
                    mysqli_free_result($result);
            } else {
            }
            // 操作完后，把当前数据链接从待轮询集合中删除
            unset($links[$link->thread_id]);
            $link->close();
            $process++;
        }
        foreach ($e_array as $link) {
            die;
        }
        foreach ($reject as $link) {
            die;
        }
    }while($process < $llen);
    $tvs = microtime();
    $tv = explode(' ', $tvs);
    $end = $tv[1] * 1000 + (int)($tv[0] * 1000);
    echo $end - $start,PHP_EOL;

mysqli_poll源码：

#ifndef PHP_WIN32
#define php_select(m, r, w, e, t)   select(m, r, w, e, t)
#else
#include "win32/select.h"
#endif
/* {{{ mysqlnd_poll */
PHPAPI enum_func_status
mysqlnd_poll(MYSQLND **r_array, MYSQLND **e_array, MYSQLND ***dont_poll, long sec, long usec, int * desc_num)
{
    struct timeval  tv;
    struct timeval *tv_p = NULL;
    fd_set          rfds, wfds, efds;
    php_socket_t    max_fd = 0;
    int             retval, sets = 0;
    int             set_count, max_set_count = 0;
    DBG_ENTER("_mysqlnd_poll");
    if (sec < 0 || usec < 0) {
        php_error_docref(NULL, E_WARNING, "Negative values passed for sec and/or usec");
        DBG_RETURN(FAIL);
    }
    FD_ZERO(&rfds);
    FD_ZERO(&wfds);
    FD_ZERO(&efds);
    // 从所有mysqli链接中获取socket链接描述符
    if (r_array != NULL) {
        *dont_poll = mysqlnd_stream_array_check_for_readiness(r_array);
        set_count = mysqlnd_stream_array_to_fd_set(r_array, &rfds, &max_fd);
        if (set_count > max_set_count) {
            max_set_count = set_count;
        }
        sets += set_count;
    }
    // 从所有mysqli链接中获取socket链接描述符
    if (e_array != NULL) {
        set_count = mysqlnd_stream_array_to_fd_set(e_array, &efds, &max_fd);
        if (set_count > max_set_count) {
            max_set_count = set_count;
        }
        sets += set_count;
    }
    if (!sets) {
        php_error_docref(NULL, E_WARNING, *dont_poll ? "All arrays passed are clear":"No stream arrays were passed");
        DBG_ERR_FMT(*dont_poll ? "All arrays passed are clear":"No stream arrays were passed");
        DBG_RETURN(FAIL);
    }
    PHP_SAFE_MAX_FD(max_fd, max_set_count);
    // select轮询阻塞时间
    if (usec > 999999) {
        tv.tv_sec = sec + (usec / 1000000);
        tv.tv_usec = usec % 1000000;
    } else {
        tv.tv_sec = sec;
        tv.tv_usec = usec;
    }
    tv_p = &tv;
    // 轮询，等待多个IO可读，php_select是select的宏定义
    retval = php_select(max_fd + 1, &rfds, &wfds, &efds, tv_p);
    if (retval == -1) {
        php_error_docref(NULL, E_WARNING, "unable to select [%d]: %s (max_fd=%d)",
                        errno, strerror(errno), max_fd);
        DBG_RETURN(FAIL);
    }
    if (r_array != NULL) {
        mysqlnd_stream_array_from_fd_set(r_array, &rfds);
    }
    if (e_array != NULL) {
        mysqlnd_stream_array_from_fd_set(e_array, &efds);
    }
    // 返回可操作的IO数量
    *desc_num = retval;
    DBG_RETURN(PASS);
}

并发查询操作结果

为了更直观地看效果，我找了一个1.3亿数据量并且没有优化过的表进行操作。
并发查询的结果：

同步查询的结果：

从结果来看，同步查询的总耗时是所有查询的时间的累加；而并发查询的总耗时在这里其实是查询时间最长的那一条（同步查询的第四条，耗时是10几秒，符合并发查询的总耗时），而且并发查询的查询顺序和结果到达的顺序是不一样的。

多条耗时较短的查询对比

使用多条查询时间较短的sql进行对比一下
并发查询的测试1结果（数据库链接时间也统计进去）：

同步查询的结果（数据库链接时间也统计进去）：

并发查询的测试2结果（不统计数据库链接时间）：

从结果上看，并发查询测试1并没有讨到好处。从同步查询上看，每条查询耗时大概3-4ms左右。但如果不把数据库链接时间统计进去（同步查询只有一次数据库链接），并发查询的优势又能体现出来了。