php進(jìn)程通信之共享內(nèi)存詳細(xì)講解
常見(jiàn)進(jìn)程通信方式

system V共享內(nèi)存
現(xiàn)代操作系統(tǒng),對(duì)于內(nèi)存管理,采用的是虛擬內(nèi)存技術(shù),也就是每個(gè)進(jìn)程都有自己獨(dú)立的虛擬內(nèi)存空間,不同進(jìn)程的虛擬內(nèi)存映射到不同的物理內(nèi)存中。所以,即使進(jìn)程 A 和 進(jìn)程 B 的虛擬地址是一樣的,其實(shí)訪問(wèn)的是不同的物理內(nèi)存地址,對(duì)于數(shù)據(jù)的增刪查改互不影響。
共享內(nèi)存的機(jī)制,就是拿出一塊虛擬地址空間來(lái),映射到相同的物理內(nèi)存中。這樣這個(gè)進(jìn)程寫入的東西,另外一個(gè)進(jìn)程馬上就能看到了,不需要經(jīng)過(guò)數(shù)次的拷貝(比如從輸入緩沖區(qū)中拷貝到文件中、再拷貝到輸出緩沖區(qū)中等),大大提高了進(jìn)程間通信的速度。
在所有進(jìn)程間通信的方式中共享內(nèi)存的效率是最高的。
共享內(nèi)存操作默認(rèn)不阻塞,如果多個(gè)進(jìn)程同時(shí)讀寫共享內(nèi)存,可能出現(xiàn)數(shù)據(jù)混亂,共享內(nèi)存需要借助其他機(jī)制來(lái)保證進(jìn)程間的數(shù)據(jù)同步,比如:上期講信號(hào)量,共享內(nèi)存內(nèi)部沒(méi)有提供這種同步機(jī)制。

通過(guò)上圖可知,共享內(nèi)存是通過(guò)將不同進(jìn)程的虛擬內(nèi)存地址映射到相同的物理內(nèi)存地址來(lái)實(shí)現(xiàn)的
頁(yè)表是一種特殊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),放在系統(tǒng)空間的頁(yè)表區(qū),存放邏輯頁(yè)(虛擬內(nèi)存)與物理頁(yè)幀(物理內(nèi)存)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。 每一個(gè)進(jìn)程都擁有一個(gè)自己的頁(yè)表。
php使用共享內(nèi)存
php 提供了兩套操作共享內(nèi)存的擴(kuò)展,兩套擴(kuò)展都實(shí)現(xiàn)了相同的功能,用哪個(gè)看你喜歡
https://www.php.net/manual/en/ref.shmop.php
https://www.php.net/manual/en/ref.sem.php

共享內(nèi)存基本函數(shù)使用
<?php
$key = ftok('demo1.php','x'); //將路徑名和項(xiàng)目標(biāo)識(shí)符轉(zhuǎn)換為System V IPC鍵
$shm_id = shm_attach($key,1024,0666);//創(chuàng)建一個(gè)大小為1024字節(jié)的共享內(nèi)存存段,權(quán)限為0666,并且將共享內(nèi)存映射關(guān)聯(lián)到當(dāng)前進(jìn)程的地址空間
shm_put_var($shm_id,1,'hello world');//往共享內(nèi)存里寫入數(shù)據(jù)
echo "共享內(nèi)存:".shm_get_var($shm_id,1).PHP_EOL;//讀取共享內(nèi)存里數(shù)據(jù)
父子進(jìn)程通信
<?php
$key = ftok('demo4.php','x');
// $shm_id 它對(duì)應(yīng)當(dāng)前進(jìn)程的地址空間,實(shí)際是映射連接了系統(tǒng)分配的共享區(qū)域(共享內(nèi)存)
$shm_id = shm_attach($key,1024,0666);//創(chuàng)建一個(gè)大小為1024字節(jié)的共享內(nèi)存存段,權(quán)限為0666,并且將共享內(nèi)存映射關(guān)聯(lián)到當(dāng)前進(jìn)程的地址空間
$pid = pcntl_fork();// fork 子進(jìn)程
if($pid == 0){//子進(jìn)程運(yùn)行邏輯
echo shm_get_var($shm_id,1).PHP_EOL;//讀取共享內(nèi)存數(shù)據(jù)
exit(0);
}
//父進(jìn)程運(yùn)行邏輯
shm_put_var($shm_id,1,'hello world');//寫入數(shù)據(jù)到共享內(nèi)存,第三個(gè)參數(shù)可以傳入任意數(shù)據(jù)類型
pcntl_wait($status);//等待子進(jìn)程退出釋放資源,防止僵尸進(jìn)程
// 刪除共享內(nèi)存是有順序的,先remove后detach,順序反過(guò)來(lái)php可能會(huì)報(bào)錯(cuò)
shm_remove($shm_id);//從系統(tǒng)中移除共享內(nèi)存
shm_detach($shm_id);//斷開(kāi)進(jìn)程與共享內(nèi)存的映射關(guān)系
配合信號(hào)量使用
<?php
// sem key
$sem_key = ftok( __FILE__, 'b' );//信號(hào)量key
$sem_id = sem_get( $sem_key );//獲取信號(hào)量
// shm key
$shm_key = ftok( __FILE__, 'm' );//共享內(nèi)存key
$shm_id = shm_attach( $shm_key, 1024, 0666 );//創(chuàng)建一個(gè)大小為1024字節(jié)的共享內(nèi)存存段,權(quán)限為0666,并且將共享內(nèi)存映射關(guān)聯(lián)到當(dāng)前進(jìn)程的地址空間
$child_pid = [];
// fork 2 子進(jìn)程
for( $i = 1; $i <= 2; $i++ ){
$pid = pcntl_fork();
if( $pid < 0 ){
exit();
} else if( 0 == $pid ) {//子進(jìn)程運(yùn)行邏輯
// 獲取鎖
sem_acquire( $sem_id );
// 檢測(cè)共享內(nèi)存是否有值
if( shm_has_var( $shm_id, 1) ){
//shm_get_var第二參數(shù)必須是int型
$counter = shm_get_var( $shm_id, 1);
$counter += 1;
shm_put_var( $shm_id, 1, $counter );//寫入共享內(nèi)存
} else {
$counter = 1;
shm_put_var( $shm_id, 1, $counter );//寫入共享內(nèi)存
}
// 釋放鎖,一定要記得釋放,不然就一直會(huì)被阻鎖死
sem_release( $sem_id );
exit;
} else if( $pid > 0 ) {//父進(jìn)程運(yùn)行邏輯
$child_pid[] = $pid;
}
}
while( !empty( $child_pid ) ){
foreach( $child_pid as $pid_key => $pid_item ){
$wait_result=pcntl_waitpid( $pid_item, $status, WNOHANG );
//必須判斷子進(jìn)程回收的狀態(tài),如果不加判斷,第一次兩個(gè)子進(jìn)程返回都是0,直接unset后會(huì)無(wú)法進(jìn)入while,導(dǎo)致僵尸進(jìn)程
if($wait_result == -1 || $wait_result > 0)
unset( $child_pid[ $pid_key ] );
}
}
// 休眠2秒鐘,2個(gè)子進(jìn)程都執(zhí)行完畢了
sleep( 2 );
echo '最終結(jié)果'.shm_get_var( $shm_id, 1 ).PHP_EOL;
// 刪除共享內(nèi)存是有順序的,先remove后detach,順序反過(guò)來(lái)php可能會(huì)報(bào)錯(cuò)
shm_remove( $shm_id );
shm_detach( $shm_id );運(yùn)行結(jié)果:

如果不使用信號(hào)量,運(yùn)行結(jié)果有一定概率會(huì)產(chǎn)生1而不是2。但是只要加入信號(hào)量sem,就一定保證100%是2,絕對(duì)不會(huì)出現(xiàn)其他數(shù)值。
非血緣關(guān)系進(jìn)程共享內(nèi)存通信
我們使用php 提供的另一套擴(kuò)展來(lái)實(shí)現(xiàn)
寫進(jìn)程
<?php
$key = ftok('a.php','x');
$shm_id = shmop_open($key,'c',0664,1204);//創(chuàng)建一個(gè)大小為1024字節(jié)的共享內(nèi)存存段,權(quán)限為0666,并且將共享內(nèi)存映射關(guān)聯(lián)到當(dāng)前進(jìn)程的地址空間, 第二個(gè)參數(shù)為 'c' 表示共享內(nèi)存段不存在就創(chuàng)建,存在就直接連接打開(kāi)
shmop_write($shm_id,'學(xué)無(wú)止境',0); // 寫入數(shù)據(jù) ,第三個(gè)參數(shù)代表寫入數(shù)據(jù)的偏移量讀進(jìn)程
<?php
$key = ftok('a.php','x');
$shm_id = shmop_open($key,'c',0664,1204);//創(chuàng)建一個(gè)大小為1024字節(jié)的共享內(nèi)存存段,權(quán)限為0666,并且將共享內(nèi)存映射關(guān)聯(lián)到當(dāng)前進(jìn)程的地址空間, 第二個(gè)參數(shù)為 'c' 表示共享內(nèi)存段不存在就創(chuàng)建,存在就直接連接打開(kāi)
echo shmop_read($shm_id,0,20).PHP_EOL; //讀取共享段內(nèi)容,第二個(gè)參數(shù)讀取內(nèi)存偏移量,第三個(gè)參數(shù)是要讀取的字節(jié)數(shù)
shmop_delete($shm_id);//從系統(tǒng)中刪除共享內(nèi)存段
共享內(nèi)存的特性
生命周期跟隨操作系統(tǒng)
可以通過(guò)ipcs命令查看共享內(nèi)存


共享內(nèi)存采用的是覆蓋寫的方式,讀的時(shí)候,是訪問(wèn)地址。
覆蓋寫可以理解為,再次往共享內(nèi)存中寫的時(shí)候,會(huì)先將共享內(nèi)存中的內(nèi)容清空,再寫入。
讀的時(shí)候, 是訪問(wèn)地址,區(qū)別于管道是將數(shù)據(jù)讀走了,而在共享內(nèi)存中讀的時(shí)候并沒(méi)有將數(shù)據(jù)讀走,僅僅是訪問(wèn)地址。
到此這篇關(guān)于php進(jìn)程通信之共享內(nèi)存詳細(xì)講解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)php共享內(nèi)存內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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