从并发处理谈PHP进程间通信(二)System V IPC

前言

进程间通讯是一个永远的论题，我的上一篇文章经过一个并发循环ID生成器的完结介绍了如何运用外部介质来进行进程间通讯：从并发处理谈PHP进程间通讯(一)外部介质 。介绍的几种办法适用于各种言语，可是他们都依赖于一种外部介质，文明的读写有瓶颈，mysql 和 redis 会挂掉或衔接超时，归根到底总觉得在 HACK;

关于进程间通讯，每一个完备的言语都应该有对应的处理办法，而 PHP 对应的则是一族对 UNIX SYSTEM V包装的函数，包括信号量(semaphore)、同享内存(shared memory)和音讯行列(msg queue)的操作。

它的安装和运用十分简略，在编译 PHP 时增加 --enable-sysvsem --enable-sysvshm --enable-sysvmsg 参数就能够，当然 Windows 上无法运用。

今日咱们依旧运用上一篇文章的例子来介绍 PHP 内部完结的进程间通讯，在了解它们的具体运用之前，先简略介绍一下信号量、同享内存、音讯行列的概念。

Unix System V IPC

信号量

信号量又称为信号灯，它是用来和谐不同进程间的数据目标的，而最主要的运用是同享内存办法的进程间通讯。本质上，信号量是一个计数器，它用来记录对某个资源(如同享内存)的存取状况。

一般说来，为了获得同享资源，进程需求执行下列操作：

获取操控同享资源的信号量的值;

若值为正，进程将信号量减1，进程操作同享资源，进入步骤4;

若值0，则拒绝进程运用同享资源，进程进入睡觉状况，直至信号量值大于0后，进程被唤醒，转入步骤1;

当进程不再运用同享资源时，将信号量值加1。假如此刻有进程正在睡觉等候此信号量，则唤醒此进程;

信号量的运用能够类比为：

一个房间有必要用钥匙才能开门，有N把钥匙放在门口，拿到钥匙开门进入房间，出来时将钥匙放回并奉告等候的人去取钥匙开门。 此例中，钥匙的数量约束了同一时间内涵房间的最大人数。房间即同享资源，钥匙是信号量，而想进入房间的人则是多个进程。

信号量有二值和多值之分，一般同享资源都不答应多个进程一起操作，多运用二值信号量。

同享内存

为了在多个进程间交换信息，内核专门留出了一块内存区，能够由需求访问的进程将其映射到自己的私有地址空间。进程就能够直接读写这一块内存而不需求进行数据的复制，然后大大提高功率。同享内存能够比方成一块共用黑板，每个人都能在上面留言，写东西。

到于同享内存，咱们一定要关怀其生计周期：System V 同享内存区域目标是随内核持续的，除非显式删除同享内存区域目标，即使一切访问同享内存区域目标的进程都现已正常完毕，同享内存区域目标仍然在内核中存在，在内核从头引导之前，对该同享内存区域目标的任何改写操作都将一向保存。

音讯行列

音讯行列是一条公共音讯链，音讯存取一般为先进先出(FIFO)，能完结多个进程对音讯的原子操作和异步存取。音讯行列的运用十分广泛，不光是进程间通讯，流程异步化、解耦方面也运用广泛。

音讯行列则相当于一条流水线的一段，上层有多个工人把产品放入，基层有多个工人将产品取出加工。

本文的完结不包括音讯行列的运用，但关于音讯行列完结互斥锁，这儿给出一个思路：先给音讯行列初始化一个值，并发进程竞争获取此值，获取到值的进程进行同享资源的处理，进程不再同享资源时，再将此值放入行列，经过行列的原子性来确保一起只要一个进程访问同享资源。

函数介绍

ftok

int ftok ( string $pathname, string $proj )

ftok将一个途径 pathname 和一个项目名(有必要为一个字符)， 转化成一个整数形的 System V IPC 键，本文介绍的 System V 通讯办法都是根据此键来完结的，此ID 值也能够自己指定一个 INT 型来断定，不必要运用 ftok 获取;

需求留意的是：ftok 的结果是经过文档的索引节点号来核算获取的，而文件的删除重建会导致其索引节点号变化，所以即使是相同的文件名，也可能会导致获取到的 IPC 键不同，所以需求尽量确保 $pathname 不变化;

semaphore函数

resource sem_get ( int $key [, int $max_acquire = 1 [, int $perm = 0666 [, int $auto_release = 1 ]]] )

获取或生成一个信号量标识，咱们留意其 max_acquire 值为 1，即确保一起只要一个进程能获取到它;auto_release 为 1 ，确保进程在非正常状况退出时能释放此信号量;

bool sem_acquire ( resource $sem_identifier [, bool $nowait = false ] )

bool sem_release ( resource $sem_identifier )

获取/释放一个信号量，留意获取信号量的 $nowait 为false，使进程在获取信号量失利后进行进程等候即可。

shared_memory函数

resource shm_attach ( int $key [, int $memsize [, int $perm = 0666 ]] )

bool shm_detach ( resource $shm_identifier )

衔接/断开 与 同享内存段的衔接 $memsize， 以字节 byte 为单位;需求留意，在第一次运用 $key 衔接内存段创立时，会初始化内存大小和权限，后续再衔接时，这两个参数会被疏忽。

bool shm_put_var ( resource $shm_identifier , int $variable_key , mixed $variable )

mixed shm_get_var ( resource $shm_identifier , int $variable_key )

向同享内存内写入或读取一个变量，需求留意变量 key 只能是 int 型;

代码完结

function getCycleIdFromSystemV($max, $min = 0) {

$key = ftok('/tmp/cycleIdFromSystemV.tok', 'd');

$var_key = 0;

$sem_id = sem_get($key);

$shm_id = shm_attach($key, 4096);

if (sem_acquire($sem_id)) {

$cycle_id = intval(shm_get_var($shm_id, $var_key));

$cycle_id++;

if ($cycle_id > $max) {

$cycle_id = $min;

}

shm_put_var($shm_id, $var_key, $cycle_id);

shm_detach($shm_id);

sem_release($sem_id);

return $cycle_id;

}

return false;

}

小结

PHP培训学校发现 PHP 对信号量和同享内存封装得很好，运用起来十分简略。除此之外，PHP 的类库 Sync 将常用 IPC 办法封装成为类，能完结跨渠道的运用，感兴趣的能够了解运用一下。

当然进程间通讯的办法和品种有很多，本文介绍的 id 递加仅仅很简略的一种，不过，知道了办法，再去把这些办法改造成为其他品种也就不难了。