Workerman
技术解析
与应用指南

基于 PHP 的高性能异步事件驱动网络编程框架

高性能 事件驱动 纯 PHP 实现
高性能服务器集群

事件驱动模型

基于非阻塞 I/O 和多路复用技术，实现高并发连接处理

协程支持

v5 版本起支持 PHP Fiber、Swoole、Swow 等多种协程驱动

高性能表现

常驻内存架构，单进程可维持上万并发连接

多协议支持

内置 TCP、UDP、HTTP、WebSocket、SSL/TLS 等协议支持

框架概述

Workerman 是一款基于 PHP 的高性能异步事件驱动网络编程框架，其核心特性包括事件驱动模型、非阻塞 I/O、协程支持（自 v5 版本起）、多协议支持以及多进程模型。这些特性使其能够高效处理大量并发连接，特别适用于构建聊天室、游戏服务器、物联网 (IoT) 应用和实时通信系统。

核心优势

  • 纯 PHP 实现：无需安装 C 扩展，部署简单，学习曲线平缓
  • 高性能架构：基于多进程 + Epoll + 非阻塞 I/O 模型
  • 常驻内存：避免重复加载和初始化，极大提升性能
  • 协议灵活：支持自定义应用层协议，适应多样化需求

与 Swoole 相比，Workerman 为纯 PHP 实现，部署更简单，学习曲线更平缓，而 Swoole 作为 C 扩展，通常在极限性能上更优。与 Node.js 相比，Workerman 允许 PHP 开发者利用现有技能构建高性能网络服务，而 Node.js 则以其 JavaScript 全栈和庞大的 npm 生态著称。技术选型需综合考虑项目需求、团队技术栈、性能要求及开发效率。 [325]

graph TD A["Workerman 核心架构"] --> B["事件驱动模型"] A --> C["协程支持"] A --> D["多进程模型"] A --> E["多协议支持"] B --> B1["非阻塞 I/O"] B --> B2["I/O 多路复用"] B --> B3["epoll/kqueue"] C --> C1["PHP Fiber"] C --> C2["Swoole 协程"] C --> C3["Swow 协程"] D --> D1["Master 进程"] D --> D2["Worker 进程"] D --> D3["进程隔离"] E --> E1["TCP/UDP"] E --> E2["HTTP/WebSocket"] E --> E3["SSL/TLS"] E --> E4["自定义协议"]

核心特性与优势

事件驱动模型与非阻塞 I/O

Workerman 的核心机制之一是事件驱动模型，它允许应用程序对发生的特定事件（如新的连接建立、接收到数据、连接关闭等）做出响应，而不是通过持续的轮询来检查状态变化。 [50]

I/O 多路复用技术

Workerman 采用了非阻塞 I/O 技术，具体而言是 I/O 多路复用技术（如 select, poll, epoll, kqueue 等，具体取决于操作系统）。这种技术允许单个进程同时监视多个文件描述符，并在至少一个文件描述符就绪时通知应用程序进行处理。 [341]

Workerman v5 版本在事件驱动方面进行了重要升级，采用了 revolt/event-loop 作为其事件驱动引擎的基础。 [1] [2]

协程支持与实现原理

Workerman 自 v5.0.0 版本开始引入了对协程的全面支持，这是一个重要的里程碑，为 PHP 开发者提供了更强大的并发处理能力。协程是一种比线程更轻量级的用户级并发机制，它允许在单个进程内实现多任务的调度和切换，而无需进行昂贵的进程或线程上下文切换。 [64] [47]

Swoole/Swow 驱动

能够实现 PHP 阻塞函数的自动协程化，开发者可以用同步的代码风格编写异步非阻塞的逻辑

PHP Fiber 驱动

不具备自动协程化 PHP 阻塞函数的能力，需要结合事件循环库手动管理 I/O 操作的异步性

Workerman 提供了一个通用的协程接口，底层自动兼容多种协程驱动，包括 Swoole、Swow 以及 PHP 8.1 引入的 Fiber（纤程）。这种设计使得开发者可以使用统一的协程 API 编写代码，而无需关心底层具体使用的是哪种协程实现。 [47] [64]

高性能表现与优化机制

Workerman 以其卓越的高性能表现而著称，这主要归功于其精心设计的架构和一系列优化机制。 [40] [73]

常驻内存特性

Workerman 在启动时就会将 PHP 文件加载解析一次，并将编译后的 opcode 常驻在内存中。这意味着后续的请求可以直接复用内存中的 opcode 和已经初始化好的类定义、函数声明、符号表以及 PHP 执行环境，极大地减少了磁盘 I/O 和 PHP 初始化的开销。 [63] [73]

Workerman 支持 PHP 的 Event 扩展或 libevent 扩展，这进一步提升了其事件处理的性能。这些扩展提供了更高效的事件循环实现（如基于 epoll、kqueue 等系统调用），能够更有效地处理大量的网络 I/O 事件，减少 CPU 和内存的消耗。 [42] [43]

多协议支持与扩展性

Workerman 框架在设计之初就充分考虑了协议的多样性和应用的扩展性，使其能够适应各种复杂的网络通信需求。 [40] [42]

内置协议支持

  • TCP / UDP 传输层协议
  • HTTP / WebSocket 应用层协议
  • SSL/TLS 加密通信
  • 自定义应用层协议

扩展特性

  • 灵活的插件系统
  • 内置定时器功能
  • 自定义进程管理
  • 连接池支持

除了内置的这些标准协议外，Workerman 的一个显著特点是允许开发者轻松实现自定义的应用层协议。开发者可以根据业务逻辑定义自己的协议格式，包括数据包的封装、拆包、校验等。 [42] [63]

多进程模型与稳定性

Workerman 采用了多进程模型来充分利用多核 CPU 资源并提高系统的并发处理能力和稳定性。 [60] [72]

graph TD A["主进程 Master"] --> B["Worker 进程 1"] A --> C["Worker 进程 2"] A --> D["Worker 进程 3"] A --> E["Worker 进程 N"] B --> B1["连接 1"] B --> B2["连接 2"] B --> B3["连接 M"] C --> C1["连接 1"] C --> C2["连接 2"] D --> D1["连接 1"] style A fill:#1e293b,stroke:#475569,stroke-width:3px,color:#fff style B fill:#3b82f6,stroke:#1e40af,stroke-width:2px,color:#fff style C fill:#3b82f6,stroke:#1e40af,stroke-width:2px,color:#fff style D fill:#3b82f6,stroke:#1e40af,stroke-width:2px,color:#fff style E fill:#3b82f6,stroke:#1e40af,stroke-width:2px,color:#fff

主进程职责

  • • 管理工作进程
  • • 监控进程状态
  • • 子进程异常重启
  • • 平滑重启管理

工作进程职责

  • • 监听端口
  • • 接收连接
  • • 处理业务逻辑
  • • 独立事件循环

这种多进程模型有几个显著的优点：能够充分利用多核 CPU，通过创建与 CPU 核心数相当或更多的 Worker 进程，可以将负载均匀地分配到各个 CPU 核心上；进程之间相互隔离，如果一个 Worker 进程发生致命错误或异常退出，通常不会影响到其他 Worker 进程和主进程的运行。 [43] [72]

特定场景下的应用与实践

聊天室应用实现方案

Workerman 及其生态组件，如 Webman 框架和 GatewayWorker，为构建聊天室应用提供了强大的支持。一个典型的基于 Workerman 的聊天室实现，通常会利用 Webman 作为 HTTP 服务框架，处理 Web 请求和业务逻辑，同时结合 GatewayWorker 来处理 WebSocket 长连接，实现实时消息的收发。 [85]

核心功能实现

连接处理
  • • WebSocket 连接建立与验证
  • • Token 验证与用户绑定
  • • 在线状态管理
消息处理
  • • JSON 格式消息解析
  • • 房间加入与离开
  • • 消息广播与定向发送
聊天室服务器架构

服务端通过监听 WebSocket 连接事件 ( onWebSocketConnect) 来处理客户端的连接请求。在连接建立时，服务端会验证客户端携带的 token，查询用户信息，并进行 uid 与 client_id 的绑定。消息处理方面，服务端通过 onMessage 回调函数接收客户端发送的消息，根据不同的消息类型执行相应的逻辑。 [85]

游戏服务器架构设计

Workerman 同样适用于游戏服务器的开发，特别是对于需要实时交互的联机游戏。在游戏服务器案例中，服务器端负责接收所有客户端的坐标信息，并将这些信息整合后广播给所有连接的客户端。客户端接收到其他客户端的坐标后，将其绘制到游戏场景中，从而实现多玩家位置的同步。 [289]

游戏服务器架构要点

  • 数据约定：定义标识行为的字段（如 POS 表示坐标移动），后面跟着客户端连接标识和具体的坐标数据
  • 消息广播：服务器端的 onMessage 回调函数负责处理接收到的坐标数据，并通过循环所有连接，将数据发送出去
  • 连接管理：维护所有客户端连接状态，处理连接建立和断开事件
  • 扩展性：可根据游戏复杂度扩展更多的消息类型和处理逻辑

腾讯云开发者社区的文章也分享了相同的案例，进一步强调了前后端数据约定的重要性，例如使用特定的标识符来区分消息类型（如聊天、登录、攻击等）。这些案例表明，Workerman 可以作为游戏服务器后端，处理客户端连接、消息接收和广播，实现基本的联机功能。 [291] [290]

物联网 (IoT) 应用实践

Workerman 在物联网 (IoT) 应用中也展现出其适用性，尤其是在需要与大量设备进行双向通信的场景。物联网项目通常具有以下特点：双向通信（用户操作发送命令，设备回传状态）、命令不频繁但状态回报较规律、设备多部署在公网和弱网环境、对延迟要求通常是秒级、并发连接数可能成千上万、数据体量小。 [281]

物联网系统架构图展示设备、服务器和用户应用之间的连接

设备端

采用 MQTT 客户端，实现轻量级通信和断线重连

平台端

部署 MQTT Broker，提供 Web API 和管理界面

用户端

使用 WebSocket 或 HTTP + MQTT 桥接与平台交互

针对物联网场景，MQTT 协议因其轻量、低带宽、低功耗、QoS 保证、断线重连等特性，被认为是万物联网、低频控制、状态推送类设备的合适选择。Workerman 可以作为应用服务器，与 MQTT Broker（如 EMQX、Mosquitto）协同工作，处理来自用户端的 WebSocket 连接，并通过 MQTT 客户端与设备端进行通信。 [281]

实时通信系统构建

Workerman 是构建各类实时通信系统的理想选择，其核心优势在于对 WebSocket 协议的原生支持和高效的事件驱动模型。实时通信系统要求低延迟、高并发和双向数据传输能力，WebSocket 协议完美契合这些需求，而 Workerman 则提供了强大的 WebSocket 服务器实现。

实时消息推送

新闻推送、社交通知、在线客服等实时消息推送系统

实时数据监控

股票行情、服务器监控、实时投票结果展示

在线协作工具

共享文档编辑、在线白板、远程桌面控制

php.cn 上有一篇文章介绍了如何使用 Workerman 实现实时监控系统，包括监控日志文件和实时告警功能。该系统通过 Timer::add() 定时检查日志文件的变化，并将新的日志内容通过 WebSocket 推送到前端展示。这展示了 Workerman 在处理实时数据流和即时反馈方面的强大能力。 [326] [325]

技术对比与选型建议

Workerman 与 Swoole 的对比

Workerman 和 Swoole 都是 PHP 的常驻进程型网络编程框架，旨在提升 PHP 在高并发、实时通信等场景下的性能，但它们的设计理念、实现方式和适用场景存在一些差异。 [340]

对比维度 Workerman Swoole
底层实现 纯 PHP 实现，无需 C 扩展 C/C++ 扩展，需编译安装
性能特征 高性能，部署简单 极致性能，CPU 密集型优势明显
协程支持 v5+ 支持多种协程驱动 内置强大的协程支持
学习曲线 相对平缓，易于上手 相对陡峭，复杂度较高
适用场景 中等并发，快速开发 超大并发，高性能服务

选择 Swoole 的情况

  • • 项目对性能有极致追求
  • • 需要处理超高并发
  • • 团队具备 C 语言背景
  • • 需要利用协程简化复杂异步逻辑

选择 Workerman 的情况

  • • 项目规模中小型
  • • 追求开发效率
  • • 团队熟悉纯 PHP 开发
  • • 需要轻量级解决方案

Workerman 与 Node.js 的对比

Workerman 和 Node.js 都是事件驱动、非阻塞 I/O 的服务器框架，适用于构建高性能的网络应用，但它们在语言基础、运行时环境和一些特性上有所不同。 [295]

对比维度 Workerman Node.js
语言基础 PHP，同步阻塞转异步 JavaScript，天生异步
并发模型 多进程 + 事件循环 单线程事件循环 + Cluster
生态系统 Composer + PHP 生态 npm，庞大的包生态
开发体验 面向 PHP 开发者友好 全栈 JavaScript 优势
适用场景 PHP 项目集成，长连接服务 I/O 密集型，全栈开发

Node.js 优势场景

  • • I/O 密集型应用
  • • 全栈 JavaScript 开发
  • • 需要利用 npm 生态系统
  • • 流媒体服务

Workerman 优势场景

  • • 现有 PHP 项目集成
  • • 长连接服务（IM、游戏）
  • • 利用 PHP 开发者技能
  • • 多进程模型偏好

技术选型考量因素与建议

在选择 Workerman、Swoole 或 Node.js 等技术时，需要综合考虑多个因素，以确保所选技术能够满足项目需求并实现最佳效益。

1. 项目需求与规模

  • 项目类型：Web 应用、API 服务、实时通信系统、游戏服务器还是物联网后端？
  • 并发量：预期的并发用户数、请求处理速率 (QPS)、响应时间要求
  • 实时性：是否需要双向实时通信（如 WebSocket）

2. 团队技术栈与经验

  • 现有技术栈：团队主要使用 PHP 还是 JavaScript？
  • 学习曲线：Swoole 相对复杂，Workerman 和 Node.js 相对平缓
  • 开发效率：框架的易用性、文档完整性、社区支持

3. 技术特性与生态

  • 协程支持：是否需要协程简化异步编程
  • 协议支持：HTTP, WebSocket, TCP, UDP, MQTT 等
  • 生态系统：npm、Composer 等包管理生态

4. 运维与部署

  • 部署复杂度：Workerman 纯 PHP 部署简单，Swoole 需编译扩展
  • 稳定性：框架成熟度、社区活跃度、生产环境案例
  • 监控调试：框架提供的监控工具和调试手段

选型建议总结

  • PHP 技术栈，追求高性能：优先考虑 Swoole
  • PHP 技术栈，追求易用性：Workerman 是很好选择
  • JavaScript 技术栈：Node.js 是首选
  • 新手入门：Workerman 学习曲线相对平缓
  • 特定场景：GatewayWorker 对 IM 开发友好