Non-blocking I/O এবং Concurrency ব্যবস্থাপনা

Computer Programming - পিএইচপি (PHP 8) - Fibers (PHP 8.1+)

186

Non-blocking I/O এবং Concurrency ব্যবস্থাপনা বর্তমানে আধুনিক সফটওয়্যার ডেভেলপমেন্টে অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ এবং ব্যবহৃত কনসেপ্ট। এই দুটি কনসেপ্ট ব্যবহার করে, অ্যাপ্লিকেশনগুলি উচ্চ পারফরম্যান্স, দক্ষতা এবং স্কেলেবিলিটি অর্জন করতে পারে, বিশেষ করে যখন সেগুলি একাধিক কাজ বা রিকোয়েস্ট একসাথে পরিচালনা করতে সক্ষম হয়।

Non-blocking I/O (Non-blocking Input/Output)

Non-blocking I/O হল একটি এমন I/O অপারেশন, যেখানে থ্রেড বা প্রসেসটি I/O অপারেশন শেষ না হওয়া পর্যন্ত ব্লক (অথবা অপেক্ষা) না হয়ে চালিয়ে যেতে পারে। সাধারণ I/O অপারেশন (blocking I/O) এর মধ্যে, যখন কোনো ডেটা পড়া বা লেখা হয়, তখন প্রোগ্রামটি অপেক্ষা করে যতক্ষণ না অপারেশন সম্পন্ন হয়। কিন্তু non-blocking I/O ব্যবহারে, অপারেশন চলতে থাকলেও থ্রেডটি অন্য কাজ করতে পারে, ফলে আরও বেশি কাজ একযোগে করা যায় এবং পারফরম্যান্স বৃদ্ধি পায়।

Non-blocking I/O এর কাজের ধরন:

Polling: Non-blocking I/O এর মধ্যে, থ্রেডটি I/O অপারেশন চালানোর জন্য বার বার চেক করে, এবং যদি অপারেশনটি প্রস্তুত হয়, তাহলে এটি অবিলম্বে কাজ শুরু করে।
Event-driven models: I/O অপারেশন শেষ না হওয়া পর্যন্ত থ্রেডটি ব্লক না হয়ে অন্য কাজ করতে থাকে। যখন I/O অপারেশন সম্পন্ন হয়, তখন একটি ইভেন্ট বা কলব্যাক ট্রিগার হয় এবং প্রোগ্রামটি সেই কাজ সম্পন্ন করে।

Non-blocking I/O এর উদাহরণ:

<?php
// PHP example for non-blocking I/O using stream_select()
$read = [$socket];
$write = NULL;
$except = NULL;
$timeout = NULL;

// This is a non-blocking I/O call
stream_select($read, $write, $except, 0, 200000);
if (count($read) > 0) {
    $data = fread($socket, 1024);
    echo $data;
} else {
    // Perform other tasks while waiting for data
    echo "No data received yet.\n";
}
?>

এখানে, stream_select() ফাংশনটি non-blocking I/O প্রক্রিয়া হিসেবে কাজ করে। এটি অপেক্ষা না করে ২০০ মাইক্রোসেকেন্ডের মধ্যে চেক করে, এবং ডেটা না পেলে অন্য কাজ সম্পন্ন করতে থাকে।

Concurrency ব্যবস্থাপনা

Concurrency হল একাধিক কাজ বা অপারেশন একসাথে সম্পাদন করার ক্ষমতা, যদিও সেগুলি একযোগে বাস্তবায়ন না হয়। একে একাধিক কাজের সঞ্চালন বলা যায়, যা অ্যাপ্লিকেশনের পারফরম্যান্স এবং স্কেলেবিলিটি উন্নত করতে সহায়ক। Concurrency ব্যবস্থাপনা বিভিন্ন উপায়ে হতে পারে, যেমন থ্রেডিং, প্রোসেসিং, এবং অ্যাসিঙ্ক্রোনাস কাজের মাধ্যমে।

Concurrency মডেল:

Thread-based Concurrency:
- একাধিক থ্রেড ব্যবহৃত হয় যাতে একাধিক কাজ একসাথে সম্পাদন করা যায়।
- এতে multithreading কৌশল ব্যবহৃত হয়, যেখানে একাধিক থ্রেড একযোগে কাজ করে।
Event-driven Concurrency:
- এখানে, একাধিক কাজের জন্য ইভেন্ট লুপ ব্যবহৃত হয়। যখন একটি কাজ সম্পন্ন হয়, তখন একটি ইভেন্ট ট্রিগার হয় এবং পরবর্তী কাজ শুরু হয়।
- এটি সাধারণত asynchronous programming এর মাধ্যমে করা হয়।
Process-based Concurrency:
- একাধিক প্রক্রিয়া ব্যবহৃত হয়, যেখানে প্রতিটি প্রক্রিয়া একটি স্বাধীন কাজ সম্পাদন করে। এটি সাধারণত multiprocessing মডেল ব্যবহার করে।

Concurrency ব্যবস্থাপনা উদাহরণ:

<?php

// PHP async I/O example using promises for concurrency management
$promise = new React\Promise\Promise(function ($resolve, $reject) {
    // Simulate an I/O operation
    $data = file_get_contents('large-file.txt');
    $resolve($data);  // Once the I/O is complete, resolve the promise
});

$promise->then(
    function ($data) {
        // Handle the data after it is retrieved
        echo "Data received: " . substr($data, 0, 100);
    },
    function ($error) {
        // Handle any errors
        echo "Error: " . $error;
    }
);

// Continue with other tasks while the promise resolves
echo "Other tasks can run concurrently.";
?>

এখানে, PHP এ ReactPHP ব্যবহার করে promise এর মাধ্যমে asynchronous I/O কাজের জন্য concurrency ব্যবস্থাপনা করা হয়েছে। যখন I/O অপারেশন সম্পন্ন হয়, তখন then() ব্লকের মাধ্যমে সেই ডেটা নিয়ে কাজ করা হয়। এই সময়ে, প্রোগ্রামটি অন্য কাজ সম্পন্ন করতে সক্ষম থাকে।