Introdução a Programação Assíncrona em PHP

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Marcel Gonçalves dos Santos @marcelgsantos programação assíncrona Introdução a em PHP

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pensandonaweb.com.br desenvolvedor web full-stack Marcel Gonçalves dos Santos @marcelgsantos

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@femugsp sp.femug.com

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@phpsp phpsp.org.br

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Learning OOP in PHP Tutoriais, vídeos, slides, livros sobre OOP, OOD, design patterns, refatoração e arquitetura. bit.ly/Learning-OOP-in-PHP

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Interaja nas mídias sociais!    - fale sobre o evento, palestrantes e conteúdo - tire fotos do evento e publique  - interaja com outros participantes do evento - tire dúvidas ou dê feedbacks para os palestrantes

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1. seguir @marcelgsantos no Twitter  2. tuitar utilizando as hashtags #codecon19,  #async e #reactphp  3. não vale tuíte em branco e retuíte  4. ler e preencher este simples formulário  bit.ly/sorteio-codecon Concorra a um livro da Casa do Código!

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Como o PHP é utilizado?

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ele é normalmente utilizado para o processamento de requisições web

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o servidor web recebe a requisição, delega o processamento para o interpretador PHP e envia a resposta para o cliente

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ou seja, o ciclo de vida de um código PHP é somente durante o processo de requisição e resposta

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arquitetura share-nothing  todo estado dentro de um processo PHP tem vida curta e existe dentro de um único ciclo de vida

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arquitetura share-nothing  um processo PHP não tem conhecimento sobre os outros processos

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modos de execução  um programa PHP pode ser executado em um único processo ou em múltiplos threads

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o modo de execução do PHP é uma decisão de arquitetura, mas pode trazer algumas limitações

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o PHP foi criado para a web, mas hoje ele está além da web

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inúmeras aplicações rodam em linha de comando como workers, crawlers e jobs

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bit.ly/gameboy-php

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Caso de Uso 1

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Caso de Uso 1  um aplicação de linha de comando que extrai o preço dos produtos de um e- commerce

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Quais são os desaﬁos?  Desempenho? É possível fazer requisições em paralelo? Como arquitetar o código?

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1. sequencial  2. multi-processos  3. multi-thread  4. programação assíncrona abordagens

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O que são processos e threads?

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processo é uma abstração de um programa em execução

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processo o conceito de processo permite que existam operações concorrentes

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threads  são linhas de execução dentro de um processo que possui acesso ao mesmo espaço de endereçamento

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threads  são mais leves que processos e são fáceis e rápido de criar e destruir

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threads  criar um thread é algo de 10 a 100 vezes mais rápido do que criar processos

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threads  a criação de múltiplos threads é feita para trabalhar juntos para desempenhar alguma tarefa

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threads  programas multithread devem ser pensados e projetados com cuidado para funcionarem corretamente

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O que é paralelismo e concorrência?

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paralelismo  é quando duas ou mais tarefas são executadas literalmente ao mesmo tempo

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paralelismo  necessita de um processador com múltiplos núcleos ou múltiplos processadores

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concorrência  é quando mais de uma tarefa é executada no mesmo intervalo de tempo mesmo que não estejam em execução no mesmo instante

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sistemas multitarefas  são sistemas em que mais de um programa podem estar em execução ao mesmo tempo

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O que é programação síncrona e assíncrona?

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programação síncrona  é quando uma instrução depende da ﬁnalização de outra instrução para ser executada

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instrução 1 instrução 2 instrução 3 instrução 4 tempo

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!// 01 - sync code sleep(3); echo "Hello Codecon Joinville”; !// waits for 3s and shows the message

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um código síncrono é simples de entender e fácil de ler

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programação assíncrona  é quando uma instrução não depende da ﬁnalização de outra instrução para ser executada

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esperando I/O instrução 1 instrução 2 instrução 3 instrução 4 tempo instrução 2

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!// 02 - async code setTimeout(function() { console.log('Hello everyone!'); }, 3000); console.log('Hello Codecon Joinville’); !// shows the message and after 3s shows another message

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!// 03 - async code $loop = React\EventLoop\Factory!::create(); $loop!->addTimer(3, function () { echo 'Hello everyone!'; }); echo 'Hello Codecon Joinville’ . PHP_EOL; $loop!->run(); !// shows the message and after 3s shows another message

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um código assíncrono é complicado de entender e difícil de ler

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programação assíncrona  as operações custosas são enﬁleiradas e retomadas posteriormente quando estiverem disponíveis

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programação síncrona (problemas)  lidar com operações custosas como escritas em disco ou comunicação em rede

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O que é código bloqueante e não-bloqueante?

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um código bloqueante é aquele que bloqueia a execução de uma instrução até que a instrução anterior seja ﬁnalizada

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o conceito foi inventado para tornar a programação mais fácil

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o espirro é algo bloqueante, ou seja, paramos “tudo” o que estamos fazendo quando vamos espirrar!

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um código não-bloqueante é aquele que não bloqueia a execução de uma instrução com base em uma instrução anterior não ﬁnalizada

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o ser humano é multitarefa e pode andar, falar e comer ao mesmo tempo, ou seja, são tarefas não-bloqueantes

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o hardware de um computador funciona de forma não-bloqueante e assíncrona

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é a linguagem que adiciona a semântica bloqueante e síncrona

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perde-se muitos ciclos de CPU quando se espera disco e rede

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esse é o motivo pelo qual o hardware é assíncrono

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queremos a CPU rodando na capacidade máxima

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ou seja, assíncrono e não-bloqueante possui melhor desempenho

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ReactPHP

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é um conjunto de bibliotecas utilizadas para programação assíncrona

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é orientada a eventos e com I/O não bloquante

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as principais bibliotecas são event-loop, streams e promises

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Event-loop

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event-loop  componente que permite alcançar a programação assíncrona sem precisar recorrer às threads

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event-loop  componente de mais baixo nível e o coração do ReactPHP

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event-loop  roda em uma única thread e é responsável por agendar as operações assíncronas

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event-loop  implementa o Reactor Pattern

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event-loop  é um loop inﬁnito que veriﬁca por eventos e reage quando eles ocorrem

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event-loop  possui quatro implementações, uma nativa e três extensões

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!// 04 - create a loop    $loop = React\EventLoop\Factory!::create(); $loop!->addTimer(1, function() { echo "after timer" . PHP_EOL; }); echo "before timer" . PHP_EOL; $loop!->run();  !// before timer !// after timer (1s after)

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event-loop  deve-se evitar bloquear a thread já que o loop é executado em apenas uma thread

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!// 05 - blocking the loop $loop = React\EventLoop\Factory!::create(); $loop!->addTimer(1, function () { sleep(5); }); $loop!->addPeriodicTimer(1, function() { echo "hello" . PHP_EOL; }); $loop!->run(); !// blocked for 5s !// hello (every second)

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event-loop  lembre-se que assíncrono é diferente de paralelo

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Streams

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streams  são uma forma de generalizar arquivo, rede e outras operações que compartilham um conjunto comum de funções e usos

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streams  permite utilizar grandes quantidades de dados em pedaços menores

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streams  permite uma utilização eﬁciente de memória

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1. readable (STDIN)  2. writable (STDOUT)  3. duplex (TCP Sockets) três tipos de streams

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!// 06 - readable and writable stream $loop = React\EventLoop\Factory!::create(); $readable = new ReadableResourceStream(STDIN, $loop); $writable = new WritableResourceStream(STDOUT, $loop); $readable!->on('data', function($chunk) use ($writable) { $writable!->write($chunk); }); $loop!->run(); !// echo 'hello world' | php streams-writable.php !// hello world

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Promises e deferreds

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deferred  representa um trabalho que ainda não foi terminado

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promise  é um resultado retornado por algum código assíncrono

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1. unfulﬁlled - valor inicial e desconhecido  2. fulﬁlled - valor retornado para a promise  3. failed - ocorreu uma exceção durante a execução estados de uma promise

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um objeto de deferred pode utilizar os métodos resolve() e reject() para mudar o estado de uma promise

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as promises fornecem os métodos then(), done(), otherwise() e always()

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!// 07 - deferred and promise $deferred = new React\Promise\Deferred(); $promise = $deferred!->promise(); $promise!->done(function($data) { echo 'Done: ' . $data . PHP_EOL; }); $deferred!->resolve('hello world'); !// Done: hello world

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Caso de Uso 2

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Caso de Uso 2  aplicação que acessa um perfil do SpeakerDeck, obtém os links dos slides, acessa cada um deles e extrai o título, descrição, estrelas e visualizações

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abordagem síncrona abordagem assíncrona 16,7s 3,8s

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Outras bibliotecas

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1. Amp  2. Swoole  3. PHP-PM   4. Kraken PHP 5. Ratchet Outras bibliotecas

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Conclusão

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é importante conhecer outras abordagens para solução de problemas

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a programação assíncrona é abordagem consolidada e comprovada

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e a programação assíncrona em PHP é robusta e madura

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Referências

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bit.ly/referencias-palestra-async-php

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Avalie!

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bit.ly/avalie-palestra-async-php

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Anúncio!

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bit.ly/workshop-php74 Informações: será apresentado um histórico breve da linguagem, as principais funcionalidades do PHP 7.4 de forma prática como typed properties, arrow functions, spread operator, preloading, FFI entre outras e funcionalidades futuras do PHP 8.0.

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@marcelgsantos speakerdeck.com/marcelgsantos Obrigado. Perguntas?