아키텍처

TrueAsync 컴포넌트의 내부 설계.

TrueAsync ABI

TrueAsync ABI는 정의와 구현의 명확한 분리를 기반으로 구축됩니다:

레이어 위치 책임
Zend Engine Zend/zend_async_API.h 타입, 구조체, 함수 포인터의 정의
확장 모듈 ext/async/ 모든 함수의 구현, API를 통한 등록

PHP 코어는 확장 모듈 함수를 직접 호출하지 않습니다. 대신, 확장 모듈이 로드 시 등록한 function pointers를 호출하는 ZEND_ASYNC_* 매크로를 사용합니다.

이 접근 방식은 두 가지 목표를 달성합니다:

  1. 비동기 엔진이 ABI를 구현하는 임의의 수의 확장 모듈과 작동할 수 있음
  2. 매크로가 구현 세부 사항에 대한 의존성을 줄이고 리팩토링을 최소화

전역 상태

비동기와 관련된 전역 상태의 일부는 PHP 코어에 있으며 ZEND_ASYNC_G(v) 매크로뿐만 아니라 ZEND_ASYNC_CURRENT_COROUTINE과 같은 다른 전문 매크로를 통해서도 접근 가능합니다.

typedef struct {
    zend_async_state_t state;           // OFF -> READY -> ACTIVE
    zend_atomic_bool heartbeat;         // 스케줄러 하트비트 플래그
    bool in_scheduler_context;          // 현재 스케줄러에 있으면 TRUE
    bool graceful_shutdown;             // 셧다운 중이면 TRUE
    unsigned int active_coroutine_count;
    unsigned int active_event_count;
    zend_coroutine_t *coroutine;        // 현재 코루틴
    zend_async_scope_t *main_scope;     // 루트 스코프
    zend_coroutine_t *scheduler;        // 스케줄러 코루틴
    zend_object *exit_exception;
    zend_async_heartbeat_handler_t heartbeat_handler;
} zend_async_globals_t;

시작

현재 TrueAsync는 즉시 시작하지 않고 “적절한” 시점에 지연 시작합니다. (이 접근 방식은 향후 변경될 예정입니다. 사실상 모든 PHP I/O 함수가 Scheduler를 활성화하기 때문입니다.)

PHP 스크립트가 실행을 시작하면, TrueAsync는 ZEND_ASYNC_READY 상태입니다. ZEND_ASYNC_SCHEDULER_LAUNCH() 매크로를 통해 Scheduler를 필요로 하는 함수가 처음 호출되면, 스케줄러가 초기화되고 ZEND_ASYNC_ACTIVE 상태로 전환됩니다.

이 시점에서 실행 중이던 코드는 메인 코루틴에 들어가게 되고, Scheduler를 위한 별도의 코루틴이 생성됩니다.

Scheduler를 명시적으로 활성화하는 ZEND_ASYNC_SCHEDULER_LAUNCH() 외에도, TrueAsync는 php_execute_script_ex와 php_request_shutdown 함수에서도 제어를 가로챕니다.

    // php_execute_script_ex

    if (prepend_file_p && result) {
        result = zend_execute_script(ZEND_REQUIRE, NULL, prepend_file_p) == SUCCESS;
    }
    if (result) {
        result = zend_execute_script(ZEND_REQUIRE, retval, primary_file) == SUCCESS;
    }
    if (append_file_p && result) {
        result = zend_execute_script(ZEND_REQUIRE, NULL, append_file_p) == SUCCESS;
    }

    ZEND_ASYNC_RUN_SCHEDULER_AFTER_MAIN();
    ZEND_ASYNC_INITIALIZE;

이 코드는 메인 스레드 실행이 완료된 후 Scheduler에 제어를 전달할 수 있게 합니다. Scheduler는 차례로 존재하는 코루틴이 있으면 다른 코루틴을 시작할 수 있습니다.

이 접근 방식은 PHP 프로그래머를 위한 TrueAsync의 100% 투명성뿐만 아니라 완전한 PHP SAPI 호환성도 보장합니다. PHP SAPI를 사용하는 클라이언트는 내부적으로 EventLoop이 실행되고 있음에도 PHP를 동기적으로 계속 취급합니다.

php_request_shutdown 함수에서는 소멸자의 코루틴을 실행하기 위한 최종 가로채기가 발생하며, 그 후 Scheduler가 셧다운되고 리소스를 해제합니다.

확장 모듈 등록

TrueAsync ABI는 PHP 코어의 일부이므로, 가장 초기 단계에서 모든 PHP 확장 모듈에 사용 가능합니다. 따라서 확장 모듈은 PHP Engine이 코드 실행을 위해 시작되기 전에 TrueAsync를 올바르게 초기화할 기회를 갖습니다.

확장 모듈은 _register() 함수 세트를 통해 구현을 등록합니다. 각 함수는 함수 포인터 세트를 받아 코어의 전역 extern 변수에 씁니다.

확장 모듈의 목적에 따라 allow_override는 함수 포인터의 합법적 재등록을 허용합니다. 기본적으로 TrueAsync는 두 확장 모듈이 동일한 API 그룹을 정의하는 것을 금지합니다.

TrueAsync는 여러 카테고리로 나뉘며, 각각 자체 등록 함수가 있습니다:

zend_async_scheduler_register(
    char *module,                    // 모듈 이름
    bool allow_override,             // 덮어쓰기 허용
    zend_async_scheduler_launch_t,   // 스케줄러 시작
    zend_async_new_coroutine_t,      // 코루틴 생성
    zend_async_new_scope_t,          // 스코프 생성
    zend_async_new_context_t,        // 컨텍스트 생성
    zend_async_spawn_t,              // 코루틴 스폰
    zend_async_suspend_t,            // 일시 중단
    zend_async_enqueue_coroutine_t,  // 큐에 넣기
    zend_async_resume_t,             // 재개
    zend_async_cancel_t,             // 취소
    // ... 기타
);

zend_async_reactor_register(
    char *module,
    bool allow_override,
    zend_async_reactor_startup_t,    // 이벤트 루프 초기화
    zend_async_reactor_shutdown_t,   // 이벤트 루프 셧다운
    zend_async_reactor_execute_t,    // 리액터 틱 하나
    zend_async_reactor_loop_alive_t, // 활성 이벤트가 있는지
    zend_async_new_socket_event_t,   // poll 이벤트 생성
    zend_async_new_timer_event_t,    // 타이머 생성
    zend_async_new_signal_event_t,   // 시그널 구독
    // ... 기타
);