Архитектура Localzet Server

Localzet Server представляет собой высокопроизводительный асинхронный event-driven сервер для PHP, построенный на принципах многопроцессорной обработки и неблокирующего I/O. Система использует архитектуру Master-Worker с разделением ответственности между процессами, обеспечивая высокую производительность и масштабируемость.

Концептуальная архитектура

Localzet Server использует архитектуру Master-Worker с разделением ответственности между процессами:

┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                    Master Process                           │
│  ┌──────────────┐  ┌──────────────┐  ┌──────────────┐     │
│  │   Init       │  │   Monitor    │  │   Signal     │     │
│  │   System     │  │   Workers    │  │   Handler    │     │
│  └──────────────┘  └──────────────┘  └──────────────┘     │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘
                         │
           ┌─────────────┼─────────────┐
           │             │             │
    ┌──────▼─────┐ ┌────▼──────┐ ┌───▼──────┐
    │  Worker 1  │ │ Worker 2  │ │ Worker N │
    │            │ │           │ │          │
    │  ┌──────┐  │ │ ┌──────┐  │ │ ┌──────┐ │
    │  │ Event│  │ │ │ Event│  │ │ │ Event│ │
    │  │ Loop │  │ │ │ Loop │  │ │ │ Loop │ │
    │  └──────┘  │ │ └──────┘  │ │ └──────┘ │
    │            │ │           │ │          │
    │  ┌──────┐  │ │ ┌──────┐  │ │ ┌──────┐ │
    │  │Socket│  │ │ │Socket│  │ │ │Socket│ │
    │  │Accept│  │ │ │Accept│  │ │ │Accept│ │
    │  └──────┘  │ │ └──────┘  │ │ └──────┘ │
    └────────────┘ └───────────┘ └──────────┘

Основные компоненты

1. Master Process (Мастер-процесс)

Мастер-процесс является координатором всей системы и выполняет следующие функции:

Инициализация системы: Проверка окружения, загрузка конфигурации, создание слушающих сокетов
Управление процессами: Создание и мониторинг дочерних процессов (workers)
Обработка сигналов: Управление жизненным циклом через POSIX сигналы
Сбор статистики: Агрегация метрик от всех worker процессов

Характеристики:

Не обрабатывает клиентские запросы
Работает в режиме мониторинга
Поддерживает плавную перезагрузку без простоя сервиса

2. Worker Processes (Рабочие процессы)

Worker процессы — это дочерние процессы, которые фактически обрабатывают входящие соединения:

Обработка соединений: Принятие и обработка TCP/UDP соединений
Event Loop: Работа с событийным циклом для неблокирующего I/O
Выполнение бизнес-логики: Обработка запросов через протоколы прикладного уровня
Управление памятью: Изоляция памяти между процессами

Ключевые особенности:

Полная изоляция памяти между процессами
Независимая работа событийных циклов
Автоматическое пересоздание при критических ошибках

3. Event Loop (Событийный цикл)

Event Loop — это ядро асинхронной обработки:

┌─────────────────────────────────────┐
│         Event Loop                  │
│                                     │
│  ┌──────────┐    ┌──────────────┐  │
│  │ Timers   │    │   Streams    │  │
│  │          │    │              │  │
│  │ - Delay  │    │ - Readable   │  │
│  │ - Repeat │    │ - Writable   │  │
│  └──────────┘    └──────────────┘  │
│                                     │
│  ┌──────────┐    ┌──────────────┐  │
│  │ Signals  │    │  Suspension  │  │
│  │          │    │              │  │
│  │ - SIGINT │    │ - Fiber      │  │
│  │ - SIGTERM│    │ - Coroutine  │  │
│  └──────────┘    └──────────────┘  │
│                                     │
└─────────────────────────────────────┘

Поддерживаемые реализации:

Linux Event Loop (по умолчанию для Unix)
- Использует libuv, libev или libevent при наличии
- Fallback на stream_select() если расширения недоступны
- Оптимальная производительность на Unix-системах
Windows Event Loop
- Адаптированная реализация для Windows
- Использует stream_select() и Windows-специфичные API
Swoole Event Loop
- Использует встроенный событийный цикл Swoole
- Максимальная производительность при наличии расширения
Swow Event Loop
- Современная реализация на базе Swow
- Поддержка coroutines и fibers

Многоуровневая архитектура протоколов

Localzet Server использует двухуровневую модель протоколов:

Транспортный уровень (Transport Layer)

Отвечает за передачу данных по сети:

TCP — надежная потоковая передача данных
UDP — дейтаграммная передача без установки соединения
Unix Socket — локальная межпроцессная коммуникация
SSL/TLS — зашифрованная передача поверх TCP

Прикладной уровень (Application Layer)

Определяет формат данных и правила их обработки:

HTTP/HTTPS — стандартный веб-протокол
WebSocket — двунаправленная коммуникация
Text — текстовый протокол с разделителем
Frame — фреймовая структура данных
Custom — пользовательские протоколы

Поток данных в системе

Клиент
  │
  │ TCP Connection
  ▼
┌─────────────────┐
│  Listening      │
│  Socket         │
└─────────────────┘
  │
  │ Accept Connection
  ▼
┌─────────────────┐
│  Event Loop     │
│  (Epoll/Select) │
└─────────────────┘
  │
  │ Data Available
  ▼
┌─────────────────┐
│  Transport      │
│  Protocol       │
│  (TCP/UDP)      │
└─────────────────┘
  │
  │ Raw Data
  ▼
┌─────────────────┐
│  Application    │
│  Protocol       │
│  (HTTP/WS/etc)  │
└─────────────────┘
  │
  │ Decoded Data
  ▼
┌─────────────────┐
│  Business       │
│  Logic          │
│  (onMessage)    │
└─────────────────┘
  │
  │ Response
  ▼
┌─────────────────┐
│  Protocol       │
│  Encoding       │
└─────────────────┘
  │
  │ Encoded Data
  ▼
┌─────────────────┐
│  Transport      │
│  Sending        │
└─────────────────┘
  │
  │ Send to Client
  ▼
Клиент

Модель памяти

Изоляция процессов

Каждый worker процесс имеет полностью изолированную память:

Master Process          Worker 1           Worker 2           Worker 3
┌─────────────┐      ┌──────────┐      ┌──────────┐      ┌──────────┐
│ Static Vars │      │Memory    │      │Memory    │      │Memory    │
│ Config      │      │Isolated  │      │Isolated  │      │Isolated  │
│ Monitoring  │      │          │      │          │      │          │
└─────────────┘      └──────────┘      └──────────┘      └──────────┘
     │                     │                 │                 │
     └─────────────────────┴─────────────────┴─────────────────┘
                  Shared Socket (SO_REUSEPORT)

Управление соединениями

Каждое соединение хранится в памяти соответствующего worker процесса:

Worker Process Memory:
├── $server->connections[id] → TcpConnection
│   ├── $sendBuffer    // Буфер отправки
│   ├── $recvBuffer    // Буфер приема
│   ├── $protocol      // Протокол прикладного уровня
│   └── $context       // Контекст соединения
└── Static cache
    ├── Request cache  // Кеш запросов
    └── Protocol cache // Кеш протоколов