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PHP共享内存使用与信号控制实例分析

程序员文章站 2022-04-29 12:47:59
本文实例讲述了php共享内存使用与信号控制。分享给大家供大家参考,具体如下: 共享内存 共享内存的使用主要是为了能够在同一台机器不同的进程*享一些数据,比如在多个 p...

本文实例讲述了php共享内存使用与信号控制。分享给大家供大家参考,具体如下:

共享内存

共享内存的使用主要是为了能够在同一台机器不同的进程*享一些数据,比如在多个 php-fpm 进程*享当前进程的使用情况。这种通信也称为进程间通信(inter-process communication),简称 ipc。

php 内置的 (shared memory operations) 提供了一系列共享内存操作的函数(可能是用的人不多吧,这一块儿的文档还没有中文翻译)。在 linux 上,这些函数直接是通过调用 shm* 系列的函数实现,而 winodows 上也通过对系统函数的封装实现了同样的调用。

主要函数:

— 关闭共享内存块

— 删除共享内存块

— 创建或打开共享内存块

— 从共享内存块中读取数据

— 获取共享内存块的大小

— 向共享内存块中写入数据

与此相关的还有一个很重要的函数:,通过文件的 inode 信息(*nix 上通过 stat 或 ls -i 命令查看)创建 ipc 的唯一 key(文件/文件夹的 inode 是唯一的)。这个函数在 linux 上也是直接调用同名的系统函数实现,windows 上还是使用一些封装。

一个简单的计数例子:

<?php
# 创建一块共享内存
$shm_key = ftok(__file__, 't');
$shm_id = shmop_open($shm_key, 'c', 0644, 8);
# 读取并写入数据
$count = (int) shmop_read($shm_id, 0, 8) + 1;
shmop_write($shm_id, str_pad($count, 8, '0', str_pad_left), 0);
// echo shmop_read($shm_id, 0, 8);
# 关闭内存块,并不会删除共享内存,只是清除 php 的资源
shmop_close($shm_id);

以上这段代码没执行一次计数加 1,而且数据是在不同进程之间共享的。也就是说除非手动删除这块内存使用,否则这个数据是不会重置的。

有个需要稍微注意的点:shmop_open 的第二个参数是个 flag,类似 fopen 的第二个参数,其取值有以前几个:

"a" 只读访问;

"c" 如果内存片段不存在,则创建,如果存在,则可读写;

"w" 读写;

"n" 创建新的内存片段,如果同样 key 的已存在,则会创建失败,这是为了安全使用共享内存考虑。

此外,由于使用的共享内存片段是固定长度的,在存储和读取的时候要计算好数据的长度,不然可能会写入失败或者读取空值。

信号控制

既然上面使用到了共享内存存储数据,就需要考虑是否有多个进程同时写入数据到共享内存的情况,是否需要避免冲突。如果是这样,就需要引入信号量进行控制。

php 也提供了类似的内置扩展 (这个扩展在 windows 环境下没有,文档中将 ftok 函数也归到这个扩展中,但实际上ftok 是在标准函数库中提供的,所以在 windows 下也是可用的)。

在说信号量控制之前,先说另外一件有意思的事情:看官方文档你会发现这里同样也有共享内存操作的函数(shm_*),因为这其实是同一类别(或者说来自于同一作者)的三个扩展,还有一个是 sysvmsg(队列消息) 。函数的实现上稍有差别,但实际做的事情基本相同。这和上文的 shmop 扩展有什么区别呢?shmop 源码下的 readme 文件有简单的说明:

php already had a shared memory extension (sysvshm) written by christian cartus <cartus@atrior.de>, unfortunately this extension was designed with php only in mind and offers high level features which are extremely bothersome for basic shm we had in mind.

简单说来:sysvshm 扩展提供的方法并不是原封不动的存储用户的数据,而是先使用 php 的变量序列化函数对参数进行序列化然后再进行存储。这就导致通过这些方法存储的数据无法和非 php 进程共享。不过这样也能存储更丰富的 php 数据类型,上文的扩展中 shmop_write 只能写入字符串。那么为什么 sysvshm 同样不支持 windows 呢?因为其并没有引入封装了 shm* 系列函数的tsrm_win32.h 的头文件。

引入信号控制之后的示例:

<?php
$id_key = ftok(__file__, 't');
$sem_id = sem_get($id_key);
# 请求信号控制权
if (sem_acquire($sem_id)) {
  $shm_id = shmop_open($id_key, 'c', 0644, 8);
  # 读取并写入数据
  $count = (int) shmop_read($shm_id, 0, 8) + 1;
  shmop_write($shm_id, str_pad($count, 8, '0', str_pad_left), 0);
  // echo shmop_read($shm_id, 0, 8);
  # 关闭内存块
  shmop_close($shm_id);
  # 释放信号
  sem_release($sem_id);
}

但是本地想模拟实现写入冲突实际上是非常难的(考虑到计算机的执行速度)。在本地测试中,使用 for 循环操作时如果不使用shmop_close 关闭资源会出现无法打开共享内存的错误警告。这应该是因为正在共享内存被上一次操作占用中还没有释放导致。

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希望本文所述对大家php程序设计有所帮助。