PHP共享内存

如何使用 PHP shmop 创建和操作共享内存段，使用它们存储可供其他应用程序使用的数据。

1. 创建内存段

共享内存函数类似于文件操作函数，但无需处理一个流，您将处理一个共享内存访问 ID。第一个示例就是 shmopopen 函数，它允许您打开一个现有的内存段或创建一个新内存段。此函数非常类似于经典的 fopen 函数，后者打开用于文件操作的流，返回一个资源供其他希望读取或写入该打开的流的函数使用。让我们看看 shmopopen的用法：

<?php

$key = ftok(__FILE__, 'h');

$mode = 'c';

$permissions = 0644;

$size = 1024;

$shmid = shmop_open($key, $mode, $permissions, $size);

?>

第一个参数（$key）：

系统建立IPC通讯（消息队列、信号量和共享内存）时必须指定一个key值。通常情况下，该key值通过ftok函数得到, * *key是一个我们逻辑上表示共享内存段的标识。不同进程只要选择同一个Key值就可以共享同一段存储段。

第二个参数（$mode）：

访问模式，它类似于fopen的访问模式，有以下几种

模式 “a”，它允许您访问只读内存段
模式 “w”，它允许您访问可读写的内存段
模式 “c”，它创建一个新内存段，或者如果该内存段已存在，尝试打开它进行读写 *模式 “n”，它创建一个新内存段，如果该内存段已存在，则会失败，返回 false，并伴随有warning: unable to attach or create shared memory segment

第三个参数（$permissions）:

内存段的权限。您必须在这里提供一个八进制值，它类似于UNIX操作系统文件和目录的操作权限。

第四个参数（$size）：

内存段大小，以字节为单位。在写入一个内存段之前，您必须在它之上分配适当的字节数。

返回结果：

此函数返回一个 ID 编号，其他函数可使用该 ID 编号操作该共享内存段。这个 ID 是共享内存访问 ID，与系统 ID 不同，它以参数的形式传递。请注意不要混淆这两者。如果失败，shmop_open 将返回 FALSE。

shmop_open成功后，使用ipcs -m, 可以查看到刚刚创建的内存段，注意申请的内存段有严格的权限，比如用root用户申请的，普通用户就无权访问

2. 向内存段写入数据

使用 shmop_write 函数向共享内存块写入数据。此函数的使用很简单，它仅接受 3 个参数，如下所示。

<?php

//这里shmid可以延用上一段代码返回的shmid

$shmid = shmop_open(ftok(__FILE__,'h'), 'c', 0644, 1024);

shmop_write($shmid, "Hello World!", 0);

?>

这个函数类似于 fwrite 函数，在这里有三个参数。 * 第一个参数（shmid）：是shmopopen返回的ID，它识别您操作的共享内存块。∗第二个参数（shmid）：是shmopopen返回的ID，它识别您操作的共享内存块。∗第二个参数（data）：是您希望存储的数据。 * 第三个参数（$offset）：是您希望开始写入的位置。默认情况下，我们始终使用 0 来表示开始写入的位置。

返回结果：此函数在失败时会返回 FALSE，在成功时会返回写入的字节数。

3. 从内存段读取数据

从共享内存段读取数据很简单。您只需要一个打开的内存段和 shmop_read 函数，它接受三个参数，如下所示：

<?php

$shmid = shmop_open(ftok(\__FILE_\_,'h'), 'c', 0644, 1024);

shmop_write($shmid, "Hello World\!", 0);

var_dump(shmop_read($shmid, 0, 11));

?>

第一个参数（$shmid）：是 shmop_open 返回的 ID，它识别您操作的共享内存块。
第二个参数（$start）：是您希望从内存段读取的位置，这个参数可以始终为0，表示数据的开头
第三个参数（count）：是您希望读取的字节数。一般情况下我们用shmopsize(count）：是您希望读取的字节数。一般情况下我们用shmopsize(shmid)，以便完整的读取它。

4. 删除内存段

shmop_delete 该函数只接收一个参数，如下所示：

<?php

$shmid = shmop_open(ftok(\__FILE_\_,'h'), 'c', 0644, 1024);

shmop_delete($shmid);

?>

其实这个函数不会实际删除该内存段。它将该内存段标记为删除状态，因为共享内存段在有其他进程正在使用它时无法被删除。shmop_delete 函数将该内存段标记为删除，阻止任何其他进程打开它。要删除它，我们需要关闭该内存段。

5. 关闭内存段

打开一个共享内存段会 “附加” 到它。附加该内存段之后，我们可在其中进行读取和写入，但完成操作后，我们必须从它解除。

<?php

$shmid = shmop_open(ftok(\__FILE_\_,'h'), 'c', 0644, 1024);

shmop_write($shmid, "Hello World\!", 0);

shmop_delete($shmid); shmop_close($shmid);

?>

共享内存的原子操作 - 信号控制

针对共享内存的写操作本身不是原子性的，那么当我们大量并发进行读写的时候，怎么保证原子性呢，这里要引入信号量进行控制。

PHP 也提供了内置扩展 sysvsem ，其实我们在看sysvsem 提供的一系列sem*的方法的时候，就会想到，这和上面提到的shmop*有什么区别呢，我们来看官房文档中的这一个解释：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.

也就是说：sysvshm 扩展提供的方法在存储之前对用户的数据进行serialize处理，这里就导致这个存储的数据是无法与其它语言共享的，这一系列方法是php only的方法。

引入信号控制之后的示例：

<?php

$key = ftok(_FILE_, 'h') $mode = "c";

$permissions = 0755;

$size = 1024; // 内存段的大小，单位是字节

$semid = sem_get($key); # 请求信号控制权

if (sem_acquire($semid)) {

    $shmid = shmop_open($key, 'c', 0644, 1024); # 读取并写入数据

    shmop_write($shmid, '13800138000', 0); # 关闭内存块

    shmop_close($shmid); # 释放信号 sem_release($semid);

}

共享内存的操作是非常快的，在本地想要模拟实现写入冲突是非常困难的，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。