Laravel11 从0开发 Swoole-Reverb 扩展包（四） - 触发一个广播事件到reverb服务之后是如何转发给前端订阅的呢（上）？

前情提要

我们在上一节分析了触发广播事件发送到reverb服务的过程，这一节我们就来分析，reverb的服务启动过程。在看源码之前，我们先说明一点，reverb混响服务（ws响应+http响应）是基于reactPHP实现的单线程+event loop（事件循环）。同时保持严谨和自我学习，我也会把一些重要的概念通过ai接收后写到文章内，但也不会太多了，影响观感，更多的知识点也需要我们自己去看其他的文章。

event loop

Event Loop（事件循环）是一种编程模式，主要用于处理异步任务，特别是在单线程环境下（如 JavaScript 和 Python 的 async/await 机制，swoole reactphp workerman的实现机制）。它的作用是管理和调度异步任务，确保非阻塞执行。

工作原理
同步任务先执行：程序先执行同步代码，遇到异步任务（如 I/O 操作、网络请求、定时器等）时，将其交给事件循环调度。
异步任务放入队列：异步任务（如 Promise、setTimeout、I/O 操作）被推入不同的任务队列（如微任务队列、宏任务队列）。
事件循环调度：
先执行微任务队列（Microtasks）：如 Promise.then()、process.nextTick()。
再执行宏任务队列（Macrotasks）：如 setTimeout、setImmediate、I/O 操作等。
循环执行：事件循环不断检查是否有新的任务可执行，直到程序结束。

并发和并行

并发（Concurrency） 和 并行（Parallelism） 是计算机科学中的两个概念，主要用于描述程序的执行方式。

1. 并发（Concurrency）

• 定义：多个任务在同一时间段交替执行，但不一定同时运行。

• 特点：

  • 任务看起来是同时进行的，但实际上 CPU 在多个任务之间快速切换。
  • 适用于 I/O 密集型任务（如网络请求、文件读写）。
  • 主要依赖多线程（Threads）或协程（Coroutines），但仍运行在单核 CPU 上。

• 示例：

  • 你在听音乐的同时浏览网页（实际上 CPU 在不同任务之间切换）。
  • Python 的 asyncio 通过 await 实现并发任务。

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2. 并行（Parallelism）

• 定义：多个任务真正同时运行，通常依赖于多核 CPU。

• 特点：

  • 任务同时执行，提高计算效率。
  • 适用于 CPU 密集型任务（如视频渲染、科学计算）。
  • 依赖多进程（Processes）或多线程（Threads），需要多个 CPU 核心。

• 示例：

  • 你和朋友同时各自用一台电脑玩游戏（多个核心真正同时执行）。
  • 使用 multiprocessing 在 Python 中进行并行计算。

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3. 关键区别

	并发（Concurrency）	并行（Parallelism）
执行方式	任务交替进行（看起来同时）	任务真正同时执行
依赖	线程、协程	进程、多个 CPU 核心
适用场景	I/O 密集型任务（网络请求、数据库操作）	CPU 密集型任务（科学计算、加密运算）
示例	Python asyncio，JavaScript Promise	Python multiprocessing，多核计算

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4. 总结

• 并发 = 任务交替执行，但不一定同时运行（单核 CPU 可实现）。
• 并行 = 任务真正同时运行，需要多核 CPU 支持。
• 并发提升程序响应速度，并行提升计算效率。

两者可以结合使用，比如在一个并发系统中，每个并发任务内部再使用并行计算来加速处理！

进程（Process）和线程（Thread）在操作系统中会经历多个状态切换，下面是它们的典型状态图：

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1. 进程状态切换图

进程的生命周期通常包含以下 5 种状态：

• 新建（New）：进程被创建，但尚未执行。
• 就绪（Ready）：进程已准备好运行，但等待 CPU 调度。
• 运行（Running）：进程占用 CPU，并执行任务。
• 等待（Waiting / Blocked）：进程因 I/O 操作或其他事件阻塞，无法继续执行。
• 终止（Terminated）：进程执行完毕或被终止，进入销毁状态。

状态切换图：

          +-----------+
          |  New（新建） |
          +-----------+
                |
                v
        +-----------------+
        | Ready（就绪）    |
        +-----------------+
               |  ↑
        CPU调度 |
               v
        +-----------------+
        | Running（运行）  |
        +-----------------+
        |      |        |
    运行完成   |      I/O等待或资源不足
       v      v          v
+-------------+   +------------------+
| Terminated  |   | Waiting（等待）  |
|（终止）      |   |（阻塞/挂起）    |
+-------------+   +------------------+
                     |
                     v
               返回就绪队列

---

2. 线程状态切换图

线程的状态切换与进程类似，但线程是轻量级的，通常共享进程的资源。其状态如下：

• 新建（New）：线程被创建但未启动。
• 就绪（Ready）：线程可以运行，但等待 CPU 资源。
• 运行（Running）：线程正在执行任务。
• 阻塞（Blocked / Waiting）：线程等待 I/O 或其他线程释放资源。
• 终止（Terminated）：线程任务完成或异常终止。

线程状态切换图：

          +-----------+
          |  New（新建）  |
          +-----------+
                |
                v
        +----------------+
        | Ready（就绪）  |
        +----------------+
               |  ↑
        CPU调度 |
               v
        +----------------+
        | Running（运行） |
        +----------------+
        |      |        |
      完成     |       等待I/O或锁
       v      v          v
+-------------+   +------------------+
| Terminated  |   | Blocked（阻塞）  |
|（终止）      |   |（等待资源）      |
+-------------+   +------------------+
                     |
                     v
               返回就绪队列

---

3. 进程 vs 线程 状态切换

状态	进程（Process）	线程（Thread）
新建	创建新的进程	创建新的线程
就绪	进程等待 CPU 资源	线程等待 CPU 资源
运行	进程正在执行任务	线程正在执行任务
阻塞	进程等待 I/O 或资源	线程等待 I/O 或锁
终止	进程完成或被终止	线程完成或被终止

区别：

• 进程切换开销较大，涉及 CPU 状态、内存等信息。
• 线程切换较轻量，多个线程共享进程资源。

这两者的切换过程可以通过任务管理器或top 命令查看 CPU 占用情况！

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启动流程分析

我们直接走到vendor/laravel/reverb/src/Servers/Reverb/Console/Commands/StartServer.php，它就是启动服务的终端命令文件。在看我们启动服务前，我们先总结一个注解：

#[AsCommand(name: 'reverb:start')] 

在 PHP 8 中，#[AsCommand(name: 'reverb:start')] 这个注解（Attribute）通常用于标记类或方法，以提供元数据。它主要用于 Symfony Console 命令 或 自定义框架组件，用于定义 CLI 命令。
回到代码，我们就看handle的方法。

 public function handle(): void
    {
        if ($this->option('debug')) {
            $this->laravel->instance(Logger::class, new CliLogger($this->output));
        }

        $config = $this->laravel['config']['reverb.servers.reverb'];

        $loop = Loop::get();

        $server = ServerFactory::make(
            $host = $this->option('host') ?: $config['host'],
            $port = $this->option('port') ?: $config['port'],
            $hostname = $this->option('hostname') ?: $config['hostname'],
            $config['max_request_size'] ?? 10_000,
            $config['options'] ?? [],
            loop: $loop
        );

        $this->ensureHorizontalScalability($loop);
        $this->ensureStaleConnectionsAreCleaned($loop);
        $this->ensureRestartCommandIsRespected($server, $loop, $host, $port);
        $this->ensurePulseEventsAreCollected($loop, $config['pulse_ingest_interval']);
        $this->ensureTelescopeEntriesAreCollected($loop, $config['telescope_ingest_interval'] ?? 15);
        $this->components->info('Starting ' . ($server->isSecure() ? 'secure ' : '') . "server on {$host}:{$port}" . (($hostname && $hostname !== $host) ? " ({$hostname})" : ''));
        $server->start();
    }

我逐个说明下一些核心的地方：

• ServerFactory::make : 服务初始化， 支持自定义主机、端口、主机名以及请求大小等配置。
• ensureHorizontalScalability：水平扩展分布式支持，通过广播（PubSub）启用水平扩展。连接 PubSubProvider 并订阅事件，以便在多实例部署中同步消息。这个在reverb.php的配置文件对应的配置为：

    //...
            'scaling' => [
                'enabled' => env('REVERB_SCALING_ENABLED', false),
                'channel' => env('REVERB_SCALING_CHANNEL', 'reverb'),
                'server' => [
                    'url' => env('REDIS_URL'),
                    'host' => env('REDIS_HOST', '127.0.0.1'),
                    'port' => env('REDIS_PORT', '6379'),
                    'username' => env('REDIS_USERNAME'),
                    'password' => env('REDIS_PASSWORD'),
                    'database' => env('REDIS_DB', '0'),
                ],
            ],

• ensureStaleConnectionsAreCleaned: 使用事件循环定期清理连接
• ensureRestartCommandIsRespected: 定时检查是否发送了重启信号,在reverb:restart的时候会设置重启时间，定时器发现重启时间对的上就重启服务
• ensurePulseEventsAreCollected：如果启用了，安排 Pulse 收集事件。这个就是要用到pulse兼容组件

接着，讲下ensureHorizontalScalability方法：
它通过PubSubProvider类来利用redis的发布订阅，在开启分布式scaling扩展时，多台服务共享通信的数据。
我们继续⬇️，来到vendor/laravel/reverb/src/Servers/Reverb/Factory.php,这个类的用途：使用 Laravel 生态和 ReactPHP 创建了一个支持 Pusher 协议的 WebSocket 服务器。它支持 TLS（加密连接）以及自定义协议扩展（目前只支持 Pusher 协议）。
我们关注make方法，考虑到篇幅，我这边就直接说明整个作用：

• 事件循环初始化:若没有提供 $loop，则通过 Loop::get() 获取全局事件循环实例。
• 路由选择：使用 match 表达式，根据 $protocol 值调用对应的路由构造方法（此处只支持 'pusher' 协议，调用 static::makePusherRouter()），如果传入不支持的协议，则抛出异常。
• TLS 配置: 调用 static::configureTls() 方法，将传入的 $options['tls'] 与 $hostname 进行配置，返回处理后的 TLS 选项。随后，根据是否使用 TLS（由 static::usesTls() 判断），构建最终的 URI 字符串，决定是使用 tls:// 还是普通的 host:port 格式。
• 使用处理后的 URI、选项、路由以及事件循环，创建一个 HttpServer 实例，并将最大请求大小传入。
  接下来，我们重点定位到：makePusherRouter和pusherRoutes,我们一个个来分析：

makePusherRouter

 public static function makePusherRouter(): Router
    {
        app()->singleton(
            ChannelManager::class,
            fn () => new ArrayChannelManager
        );

        app()->bind(
            ChannelConnectionManager::class,
            fn () => new ArrayChannelConnectionManager
        );

        app()->singleton(
            PubSubIncomingMessageHandler::class,
            fn () => new PusherPubSubIncomingMessageHandler,
        );

        return new Router(new UrlMatcher(static::pusherRoutes(), new RequestContext));
    }

依赖绑定：

使用 app()->singleton() 与 app()->bind() 将接口与具体实现绑定到 Laravel 服务容器中：

• ChannelManager::class 被绑定为 ArrayChannelManager 的单例，意味着在整个应用中只会有一个实例，用于管理频道信息。
• ChannelConnectionManager::class 被绑定为 ArrayChannelConnectionManager，用于管理连接信息。
• PubSubIncomingMessageHandler::class 被绑定为 PusherPubSubIncomingMessageHandler，用于处理从 Pub/Sub 系统传来的消息。

路由构造：

• 调用 static::pusherRoutes() 获取定义好的路由集合。
• 创建一个 UrlMatcher 对象，并传入路由集合和新的 RequestContext（用于匹配请求 URL）。
• 使用这个 UrlMatcher 构造一个 Router 实例，并返回。

ChannelManager和ArrayChannelManager这个就是维护整个通信流程中 应用-连接-通道（事件）关系的核心，在我后面用swoole实现多进程的reverb服务里，我使用了redis+lock分别实现了他们。大家有个印象就行。

pusherRoutes

protected static function pusherRoutes(): RouteCollection
    {
//            详细解析：
//                路由集合构建：
//
//                创建一个新的 RouteCollection 实例用于存放所有的路由定义。
//                路由添加：
//
//                每一条路由使用 Route::get 或 Route::post 定义，其中包含 URL 模板和对应的控制器实例。
//                例如：
//                sockets 路由：GET 请求 /app/{appKey}，对应 PusherController，传入 PusherServer 与 ApplicationProvider 实例（通过 Laravel 容器解析）。
//                events 路由：POST 请求 /apps/{appId}/events，对应 EventsController，用于处理事件推送请求。
//                其他路由同理，包括批量事件、连接查询、频道信息、用户终止连接等。
//                作用：
//
//                将所有 Pusher 协议相关的 API 接口集中管理，便于后续维护和扩展。
//                通过 URL 模板和控制器绑定，框架能够根据请求路径准确匹配到对应的处理逻辑。
        $routes = new RouteCollection;

        $routes->add('sockets', Route::get('/app/{appKey}', new PusherController(app(PusherServer::class), app(ApplicationProvider::class))));
        $routes->add('events', Route::post('/apps/{appId}/events', new EventsController));
        $routes->add('events_batch', Route::post('/apps/{appId}/batch_events', new EventsBatchController));
        $routes->add('connections', Route::get('/apps/{appId}/connections', new ConnectionsController));
        $routes->add('channels', Route::get('/apps/{appId}/channels', new ChannelsController));
        $routes->add('channel', Route::get('/apps/{appId}/channels/{channel}', new ChannelController));
        $routes->add('channel_users', Route::get('/apps/{appId}/channels/{channel}/users', new ChannelUsersController));
        $routes->add('users_terminate', Route::post('/apps/{appId}/users/{userId}/terminate_connections', new UsersTerminateController));
        $routes->add('health_check', Route::get('/up', new HealthCheckController));

        return $routes;
    }

路由组织了我们整个http接口请求的过程，我们也直观的知道pusher通信涉及到的处理，那么我就总结下每个路由的作用：
Pusher 是一个 WebSocket 推送服务，主要用于实现实时通信。以下是 pusherRoutes() 方法中定义的每个路由的作用解析：

1. sockets（WebSocket 连接路由）

   $routes->add('sockets', Route::get('/app/{appKey}', new PusherController(app(PusherServer::class), app(ApplicationProvider::class))));
   

   • 作用: 用于建立 WebSocket 连接。
   • 请求类型: GET
   • URL: /app/{appKey}
   • 控制器: PusherController
   • 参数: appKey（应用的 API Key）
   • 解析:
     • 客户端会通过 WebSocket 连接到该路由，以便与 Pusher 服务器建立实时连接。
     • 服务器通过 PusherServer 和 ApplicationProvider 处理连接逻辑。

2. events（事件推送）

   $routes->add('events', Route::post('/apps/{appId}/events', new EventsController));
   

   • 作用: 负责处理客户端推送的事件（消息）。
   • 请求类型: POST
   • URL: /apps/{appId}/events
   • 控制器: EventsController
   • 参数: appId（应用 ID）
   • 解析:
     • 该路由用于处理客户端推送的事件，并将消息广播到相应的频道或用户。

3. events_batch（批量事件推送）

   $routes->add('events_batch', Route::post('/apps/{appId}/batch_events', new EventsBatchController));
   

   • 作用: 允许客户端一次性推送多个事件，提高批量处理效率。
   • 请求类型: POST
   • URL: /apps/{appId}/batch_events
   • 控制器: EventsBatchController
   • 解析:
     • 该路由支持批量事件推送，可以减少客户端与服务器之间的请求次数，提高性能。

4. connections（查询连接信息）

   $routes->add('connections', Route::get('/apps/{appId}/connections', new ConnectionsController));
   

   • 作用: 查询当前应用下的所有活跃连接。
   • 请求类型: GET
   • URL: /apps/{appId}/connections
   • 控制器: ConnectionsController
   • 解析:
     • 该 API 允许管理员或服务端查询当前应用的 WebSocket 连接信息，比如在线用户数量。

5. channels（查询所有频道信息）

   $routes->add('channels', Route::get('/apps/{appId}/channels', new ChannelsController));
   

   • 作用: 获取当前应用的所有活跃频道列表。
   • 请求类型: GET
   • URL: /apps/{appId}/channels
   • 控制器: ChannelsController
   • 解析:
     • 允许查询当前应用正在使用的所有 WebSocket 频道，常用于管理面板或分析工具。

6. channel（查询单个频道信息）

   $routes->add('channel', Route::get('/apps/{appId}/channels/{channel}', new ChannelController));
   

   • 作用: 获取指定频道的详细信息。
   • 请求类型: GET
   • URL: /apps/{appId}/channels/{channel}
   • 控制器: ChannelController
   • 参数: channel（频道名称）
   • 解析:
     • 用于查询某个具体频道的状态，比如订阅用户数等信息。

7. channel_users（查询频道在线用户列表）

   $routes->add('channel_users', Route::get('/apps/{appId}/channels/{channel}/users', new ChannelUsersController));
   

   • 作用: 获取指定频道的在线用户列表（仅适用于 Presence 频道）。
   • 请求类型: GET
   • URL: /apps/{appId}/channels/{channel}/users
   • 控制器: ChannelUsersController
   • 解析:
     • 适用于 Presence 频道，可以获取该频道所有在线用户的信息。

8. users_terminate（终止用户连接）

   $routes->add('users_terminate', Route::post('/apps/{appId}/users/{userId}/terminate_connections', new UsersTerminateController));
   

   • 作用: 断开某个用户的所有连接。
   • 请求类型: POST
   • URL: /apps/{appId}/users/{userId}/terminate_connections
   • 控制器: UsersTerminateController
   • 参数: userId（用户 ID）
   • 解析:
     • 该 API 用于强制断开某个用户的所有 WebSocket 连接，通常用于管理或安全策略。

9. health_check（健康检查）

   $routes->add('health_check', Route::get('/up', new HealthCheckController));
   

   • 作用: 用于检测 Pusher 服务器是否正常运行。
   • 请求类型: GET
   • URL: /up
   • 控制器: HealthCheckController
   • 解析:
     • 该 API 用于监控 Pusher 服务的健康状态，一般用于运维或监控系统。

---

总结：

路由名称	请求类型	作用
sockets	GET	负责 WebSocket 连接
events	POST	处理单个事件推送
events_batch	POST	处理批量事件推送
connections	GET	查询所有 WebSocket 连接
channels	GET	获取当前应用所有频道
channel	GET	查询单个频道详情
channel_users	GET	查询 Presence 频道在线用户
users_terminate	POST	终止指定用户的所有连接
health_check	GET	检查服务器健康状态

总结

考虑到篇幅和阅读感，后面的内容下一节说