PHP `Fiber` (协程) 异常处理与资源清理的最佳实践 (PHP 8.1+)

大家好，我是你们的老朋友，今天给大家带来的课题是PHP Fiber（协程）的异常处理与资源清理。这玩意儿听起来有点高大上，但其实没那么玄乎。咱们争取用最接地气的方式，把这块硬骨头啃下来。

准备好了吗？让我们开始今天的旅程吧！

Fiber：一个让你“看起来”并发的魔法师

首先，简单回顾一下 Fiber。Fiber 可以理解为轻量级的线程，但它不是真的线程。它是在用户态管理的，所以切换的开销非常小。这就像一个魔术师，看起来同时表演多个节目，但实际上是他自己快速切换。

<?php

$fiber = new Fiber(function (): void {
    echo "Fiber startedn";
    Fiber::suspend("First suspend"); //挂起，并传递数据
    echo "Fiber resumedn";
    return "Fiber finished";
});

echo "Main startedn";
$result = $fiber->start();
echo "Fiber suspended with: " . $result . "n";

$result = $fiber->resume("Resuming data"); // 恢复，并传递数据
echo "Fiber finished with: " . $result . "n";
echo "Main finishedn";

异常处理：Fiber世界的坑与雷

Fiber 虽然强大，但稍有不慎，就会踩到异常的雷区。在没有异常处理机制的情况下，Fiber内部抛出的异常，可能会直接导致程序崩溃，就像你兴高采烈地搭建积木城堡，结果一不小心碰倒了，一切归零。

1. 异常捕获：try…catch 的妙用

最基本的异常处理方式，就是使用 try...catch 块。这就像给 Fiber 穿上了一层防护服，防止它被炸弹直接命中。

<?php

try {
    $fiber = new Fiber(function (): void {
        echo "Fiber startedn";
        throw new Exception("Something went wrong in Fiber!");
    });

    $fiber->start();
} catch (Exception $e) {
    echo "Caught exception: " . $e->getMessage() . "n";
}

echo "Main finishedn";

在这个例子中，如果 Fiber 内部抛出了异常，catch 块会捕获它，避免程序崩溃。

2. Fiber内部的异常处理：更精细的控制

有时候，我们可能需要在 Fiber 内部处理异常，而不是在外部。这就像在城堡内部设置了应急出口，让 Fiber 在遇到危险时可以自行逃生。

<?php

$fiber = new Fiber(function (): void {
    try {
        echo "Fiber startedn";
        throw new Exception("Something went wrong in Fiber!");
    } catch (Exception $e) {
        echo "Fiber caught exception: " . $e->getMessage() . "n";
        return "Fiber finished with error"; // 可以选择返回一个错误状态
    }
});

$result = $fiber->start();
echo "Fiber result: " . $result . "n";

在这个例子中，Fiber 内部的 try...catch 块捕获了异常，并返回了一个错误状态。

3. 未捕获异常：最后的防线

如果 Fiber 内部的异常没有被捕获，它会冒泡到 Fiber 的调用者。如果调用者也没有捕获，程序就会崩溃。为了防止这种情况发生，我们可以设置一个全局的异常处理函数，作为最后的防线。

<?php

set_exception_handler(function (Throwable $e): void {
    echo "Uncaught exception: " . $e->getMessage() . "n";
    exit(1); // 优雅地退出程序
});

$fiber = new Fiber(function (): void {
    echo "Fiber startedn";
    throw new Exception("Something went wrong in Fiber!");
});

$fiber->start();

echo "Main finishedn"; // 这行代码不会执行

在这个例子中，set_exception_handler 函数设置了一个全局的异常处理函数，当 Fiber 内部的异常没有被捕获时，它会被这个函数处理。

资源清理：Fiber世界的善后工作

Fiber 在执行过程中可能会占用一些资源，比如文件句柄、数据库连接等。如果在 Fiber 结束时没有及时释放这些资源，就会造成资源泄漏，就像你用完水龙头忘记关，时间长了就浪费了不少水。

1. finally 块：保证资源释放

finally 块是一个非常重要的工具，它可以保证在 try 块中的代码执行完毕后，无论是否发生异常，finally 块中的代码都会被执行。这就像一个自动关闭的水龙头，确保你用完水后不会忘记关。

<?php

$fiber = new Fiber(function (): void {
    $file = fopen("example.txt", "w");
    try {
        echo "Fiber startedn";
        fwrite($file, "Some datan");
        throw new Exception("Something went wrong in Fiber!");
    } catch (Exception $e) {
        echo "Fiber caught exception: " . $e->getMessage() . "n";
    } finally {
        fclose($file);
        echo "File closed in finally blockn";
    }
});

$fiber->start();

在这个例子中，无论 Fiber 内部是否抛出异常，finally 块中的 fclose($file) 都会被执行，确保文件句柄被释放。

2. __destruct 方法：自动清理

对于一些需要自动清理的资源，我们可以使用 __destruct 方法。当对象被销毁时，__destruct 方法会自动执行，释放对象占用的资源。这就像一个自动回收垃圾桶，当你不再需要某个东西时，它会自动帮你清理掉。

<?php

class ResourceHolder {
    private $resource;

    public function __construct() {
        $this->resource = fopen("example.txt", "w");
    }

    public function __destruct() {
        fclose($this->resource);
        echo "Resource closed in __destructn";
    }

    public function writeData(string $data): void {
        fwrite($this->resource, $data);
    }
}

$fiber = new Fiber(function (): void {
    $holder = new ResourceHolder();
    $holder->writeData("Some datan");
    unset($holder); // 显式销毁对象，触发 __destruct
});

$fiber->start();

在这个例子中，当 $holder 对象被销毁时，__destruct 方法会自动执行，释放文件句柄。

3. 使用 RAII (Resource Acquisition Is Initialization)

RAII 是一种编程技术，它将资源的获取和释放与对象的生命周期绑定在一起。当对象被创建时，资源被获取；当对象被销毁时，资源被释放。这就像一个自动售货机，你投入硬币后，会自动给你饮料，当你离开时，它会自动停止服务。

<?php

class FileHandler {
    private $file;
    private string $filename;

    public function __construct(string $filename, string $mode = "w") {
        $this->filename = $filename;
        $this->file = fopen($filename, $mode);
        if (!$this->file) {
            throw new RuntimeException("Failed to open file: " . $filename);
        }
    }

    public function __destruct() {
        if (is_resource($this->file)) {
            fclose($this->file);
            echo "File '{$this->filename}' closed in __destruct.n";
        }
    }

    public function write(string $data): void {
        fwrite($this->file, $data);
    }

    public function read(): string {
        return fread($this->file, filesize($this->filename));
    }
}

$fiber = new Fiber(function (): void {
    try {
        $fileHandler = new FileHandler("example.txt", "w+");
        $fileHandler->write("Hello, Fiber world!n");
        echo "Written to file within Fiber.n";

        // Simulate an exception
        //throw new Exception("Simulated exception in Fiber.");

    } catch (Exception $e) {
        echo "Caught exception in Fiber: " . $e->getMessage() . "n";
    } finally {
        // No explicit fclose needed, __destruct handles it
        echo "Fiber execution completed.n";
    }
});

$fiber->start();

在这个例子中，FileHandler 类负责文件的打开和关闭。当 FileHandler 对象被创建时，文件被打开；当 FileHandler 对象被销毁时，文件被关闭。

4. 数据库连接的清理：至关重要

在使用 Fiber 操作数据库时，一定要注意及时关闭数据库连接。否则，大量的数据库连接可能会耗尽服务器资源，导致程序崩溃。

<?php

use mysqli;

class DatabaseConnection {
    private ?mysqli $connection = null;
    private string $host;
    private string $username;
    private string $password;
    private string $database;

    public function __construct(string $host, string $username, string $password, string $database) {
        $this->host = $host;
        $this->username = $username;
        $this->password = $password;
        $this->database = $database;
        $this->connect();
    }

    private function connect(): void {
        $this->connection = new mysqli($this->host, $this->username, $this->password, $this->database);

        if ($this->connection->connect_error) {
            throw new Exception("Database connection failed: " . $this->connection->connect_error);
        }
    }

    public function query(string $sql): mysqli_result {
        if ($this->connection === null) {
            $this->connect(); // Reconnect if connection is lost
        }
        $result = $this->connection->query($sql);
        if (!$result) {
            throw new Exception("Query failed: " . $this->connection->error);
        }
        return $result;
    }

    public function __destruct() {
        if ($this->connection !== null) {
            $this->connection->close();
            echo "Database connection closed.n";
        }
    }
}

$fiber = new Fiber(function (): void {
    try {
        $db = new DatabaseConnection("localhost", "user", "password", "database"); // 替换为你的数据库信息

        $result = $db->query("SELECT 1");
        var_dump($result->fetch_row());

        // Simulate an exception
        //throw new Exception("Simulated database exception.");
    } catch (Exception $e) {
        echo "Fiber caught exception: " . $e->getMessage() . "n";
    } finally {
        // Database connection is automatically closed in __destruct.
        echo "Fiber execution completed.n";
    }
});

$fiber->start();

在这个例子中，DatabaseConnection 类负责数据库的连接和关闭。当 DatabaseConnection 对象被创建时，数据库被连接；当 DatabaseConnection 对象被销毁时，数据库被关闭。

最佳实践总结：Fiber世界的生存法则

实践要点	说明	示例代码
使用 try...catch 捕获异常	防止 Fiber 内部的异常导致程序崩溃	php try { ... } catch (Exception $e) { ... }
在 Fiber 内部处理异常	更精细地控制异常处理流程	php $fiber = new Fiber(function () { try { ... } catch (Exception $e) { ... } });
设置全局异常处理函数	作为最后的防线，处理未捕获的异常	php set_exception_handler(function ($e) { ... });
使用 finally 块保证资源释放	确保资源在 Fiber 结束时被释放，无论是否发生异常	php try { ... } finally { ... }
使用 __destruct 方法自动清理资源	当对象被销毁时，自动释放对象占用的资源	php class MyClass { public function __destruct() { ... } }
使用 RAII 技术	将资源的获取和释放与对象的生命周期绑定在一起	php class FileHandler { public function __construct() { ... } public function __destruct() { ... } }
及时关闭数据库连接	防止数据库连接耗尽服务器资源	php $db->close();

一些额外的建议

• 代码审查： 定期进行代码审查，确保 Fiber 的异常处理和资源清理机制正确实现。
• 单元测试： 编写单元测试，验证 Fiber 的异常处理和资源清理逻辑是否正常工作。
• 监控： 监控程序的资源使用情况，及时发现资源泄漏问题。
• 日志： 记录 Fiber 的执行过程和异常信息，方便问题排查。
• 避免过度使用 Fiber： Fiber 并非万能的，过度使用可能会导致代码难以理解和维护。

好了，今天的讲座就到这里。希望大家能够掌握 Fiber 的异常处理和资源清理技巧，写出更加健壮和高效的 PHP 代码。记住，编程就像盖房子，地基一定要打牢，否则再漂亮的房子也会倒塌。

感谢大家的聆听！下次再见！