PHP 共享內(nèi)存使用與信號(hào)控制

susheng 發(fā)布于2019-07-01 12:15 / 3405人閱讀

摘要：如果是這樣，就需要引入信號(hào)量進(jìn)行控制。這應(yīng)該是因?yàn)檎诠蚕韮?nèi)存被上一次操作占用中還沒(méi)有釋放導(dǎo)致。

共享內(nèi)存

共享內(nèi)存的使用主要是為了能夠在同一臺(tái)機(jī)器不同的進(jìn)程中共享一些數(shù)據(jù)，比如在多個(gè) php-fpm 進(jìn)程中共享當(dāng)前進(jìn)程的使用情況。這種通信也稱為進(jìn)程間通信（Inter-Process Communication），簡(jiǎn)稱 IPC。

PHP 內(nèi)置的 shmop 擴(kuò)展 (Shared Memory Operations) 提供了一系列共享內(nèi)存操作的函數(shù)（可能是用的人不多吧，這一塊兒的文檔還沒(méi)有中文翻譯）。在 Linux 上，這些函數(shù)直接是通過(guò)調(diào)用 shm* 系列的函數(shù)實(shí)現(xiàn)，而 Winodows 上也通過(guò)對(duì)系統(tǒng)函數(shù)的封裝實(shí)現(xiàn)了同樣的調(diào)用。

主要函數(shù)：

shmop_close?— 關(guān)閉共享內(nèi)存塊

shmop_delete?— 刪除共享內(nèi)存塊

shmop_open?— 創(chuàng)建或打開(kāi)共享內(nèi)存塊

shmop_read?— 從共享內(nèi)存塊中讀取數(shù)據(jù)

shmop_size?— 獲取共享內(nèi)存塊的大小

shmop_write?— 向共享內(nèi)存塊中寫入數(shù)據(jù)

與此相關(guān)的還有一個(gè)很重要的函數(shù)：ftok，通過(guò)文件的 inode 信息（*nix 上通過(guò) stat 或 ls -i 命令查看）創(chuàng)建 IPC 的唯一 key（文件/文件夾的 inode 是唯一的）。這個(gè)函數(shù)在 Linux 上也是直接調(diào)用同名的系統(tǒng)函數(shù)實(shí)現(xiàn)，Windows 上還是使用一些封裝。

一個(gè)簡(jiǎn)單的計(jì)數(shù)例子：


以上這段代碼沒(méi)執(zhí)行一次計(jì)數(shù)加 1，而且數(shù)據(jù)是在不同進(jìn)程之間共享的。也就是說(shuō)除非手動(dòng)刪除這塊內(nèi)存使用，否則這個(gè)數(shù)據(jù)是不會(huì)重置的。
有個(gè)需要稍微注意的點(diǎn)：shmop_open 的第二個(gè)參數(shù)是個(gè) flag，類似 fopen 的第二個(gè)參數(shù)，其取值有以前幾個(gè)：

"a" 只讀訪問(wèn)；

"c" 如果內(nèi)存片段不存在，則創(chuàng)建，如果存在，則可讀寫；

"w" 讀寫；

"n" 創(chuàng)建新的內(nèi)存片段，如果同樣 key 的已存在，則會(huì)創(chuàng)建失敗，這是為了安全使用共享內(nèi)存考慮。


此外，由于使用的共享內(nèi)存片段是固定長(zhǎng)度的，在存儲(chǔ)和讀取的時(shí)候要計(jì)算好數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度，不然可能會(huì)寫入失敗或者讀取空值。
信號(hào)控制
既然上面使用到了共享內(nèi)存存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，就需要考慮是否有多個(gè)進(jìn)程同時(shí)寫入數(shù)據(jù)到共享內(nèi)存的情況，是否需要避免沖突。如果是這樣，就需要引入信號(hào)量進(jìn)行控制。
PHP 也提供了類似的內(nèi)置擴(kuò)展 sysvsem（這個(gè)擴(kuò)展在 Windows 環(huán)境下沒(méi)有，文檔中將 ftok 函數(shù)也歸到這個(gè)擴(kuò)展中，但實(shí)際上 ftok 是在標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)庫(kù)中提供的，所以在 Windows 下也是可用的）。
在說(shuō)信號(hào)量控制之前，先說(shuō)另外一件有意思的事情：看官方文檔你會(huì)發(fā)現(xiàn)這里同樣也有共享內(nèi)存操作的函數(shù)（shm_*），因?yàn)檫@其實(shí)是同一類別（或者說(shuō)來(lái)自于同一作者）的三個(gè)擴(kuò)展，還有一個(gè)是 sysvmsg（隊(duì)列消息） 。函數(shù)的實(shí)現(xiàn)上稍有差別，但實(shí)際做的事情基本相同。這和上文的 shmop 擴(kuò)展有什么區(qū)別呢？shmop 源碼下的 README 文件有簡(jiǎn)單的說(shuō)明：
PHP already had a shared memory extension (sysvshm) written by Christian Cartus , 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.
簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)：sysvshm 擴(kuò)展提供的方法并不是原封不動(dòng)的存儲(chǔ)用戶的數(shù)據(jù)，而是先使用 PHP 的變量序列化函數(shù)對(duì)參數(shù)進(jìn)行序列化然后再進(jìn)行存儲(chǔ)。這就導(dǎo)致通過(guò)這些方法存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)無(wú)法和非 PHP 進(jìn)程共享。不過(guò)這樣也能存儲(chǔ)更豐富的 PHP 數(shù)據(jù)類型，上文的擴(kuò)展中 shmop_write 只能寫入字符串。那么為什么 sysvshm 同樣不支持 Windows 呢？因?yàn)槠洳](méi)有引入封裝了 shm* 系列函數(shù)的 tsrm_win32.h 的頭文件。
引入信號(hào)控制之后的示例：

但是本地想模擬實(shí)現(xiàn)寫入沖突實(shí)際上是非常難的（考慮到計(jì)算機(jī)的執(zhí)行速度）。在本地測(cè)試中，使用 for 循環(huán)操作時(shí)如果不使用 shmop_close 關(guān)閉資源會(huì)出現(xiàn)無(wú)法打開(kāi)共享內(nèi)存的錯(cuò)誤警告。這應(yīng)該是因?yàn)檎诠蚕韮?nèi)存被上一次操作占用中還沒(méi)有釋放導(dǎo)致。