开启掘金成长之旅！这是我参与「掘金日新计划 · 2 月更文挑战」的第 16 天，点击查看活动详情
什么是共享内存
共享内存是一种在同一台机器的不同进程（应用程序）之间交换数据的方式。一个进程可创建一个可供其他进程访问的内存段，并赋予它相应的权限。每个内存段拥有一个惟一的ID，我们通常称之为shmid，这个ID指向一个物理内存区域，其他进程可通过此ID来操作这块内存, 包扩读取、写入以及删除。
共享内存的使用是一种在进程之间交换数据的快速方法，主要因为在创建内存段之后传递数据，不会涉及内核。这种方法常常称为进程间通信 (IPC)。其他 IPC 方法包括管道、消息队列、RPC 和套接字。
使用场景
监控汇总
目前正在用的一个场景，针对某一台机器上的错误进行汇总并报警，我们把一分钟之内的相同报警合并成一条，用共享内存来暂存，非常实用且高效。
PHP SESSION
如果你是单机的服务，且又启用了session，那么可以把session换成共享内存的来存储，会比文件要快上不少，这里还要强调是单机，这是最大的软肋，但就功能上来讲没有memcache方便。PHP 中几种常见的共享内存使用方式
APC 可以缓存 PHP 的 opcode 提高应用的性能，可以在同个 PHP-FPM 进程池的进程间共享数据，常用功能如下:
- apc_store
- apc_fetch
- apc_add
- apc_delete
- apcinc apcdec
- apc_cas
- apcclearcache
- apcsmainfo
Shmop Unix 系统共享内存使用接口常用功能:
- shmop_open
- shmop_close
- shmop_read
- shmop_write
- shmop_delete
ipcs -m 查看本机共享内存的状态和统计。 ipcrm -m shmid 或 ipcrm -M shmkey 清除共享内存中的数据。 SystemV Shm常用功能:
- ftok
- shm_attach
- shm_detach
- shmputvar
- shmgetvar
- shmremovevar
使用共享内存需要考虑操作的原子性和锁、并行和互斥。
sem 信号量相关函数：
- semget * semremove * semacquire * semrelease
PHP 提供的 IPC 机制。
- --enable-shmop 共享内存，只能按字节操作
- --enable-sysvsem 信号量
- --enable-sysvshm 共享内存，和 shmop 的差别是提供的操作函数不同，支持 key、value操作
- --enable-sysvmsg 消息队列
共享内存主要用于进程间通信
php中的共享内存有两套扩展可以实现
1、shmop 编译时需要开启 --enable-shmop 参数实例：
$shm_key = ftok(__FILE__, 't');
/**
开辟一块共享内存
int $key , string $flags , int $mode , int $size
$flags: a:访问只读内存段
c: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
w:可读写的内存段
n:创建一个新内存段，如果该内存段已存在，则会失败
$mode: 八进制格式 0655
$size: 开辟的数据大小 字节
*/
$shm_id = shmop_open($shm_key, "c", 0644, 1024);
/**
* 写入数据 数据必须是字符串格式 , 最后一个指偏移量
* 注意：偏移量必须在指定的范围之内，否则写入不了
*
*/
$size = shmop_write($shm_id, 'songjiankang', 0);
echo "write into {$size}";
#读取的范围也必须在申请的内存范围之内,否则失败
$data = shmop_read($shm_id, 0, 100);
var_dump($data);
#删除 只是做一个删除标志位，同时不在允许新的进程进程读取，当在没有任何进程读取时系统会自动删除
shmop_delete($shm_id);
#关闭该内存段
shmop_close($shm_id);
2、用 Semaphore 扩展中的 sem 类函数 （用起来更方便，类似 key-value 格式）
// Get the file token key
$key = ftok(__DIR__, 'a');
// 创建一个共享内存
$shm_id = shm_attach($key, 1024, 777); // resource type
if ($shm_id === false) {
die('Unable to create the shared memory segment');
}
#设置一个值
shm_put_var($shm_id, 111, 'value');
#删除一个key
//shm_remove_var($shm_id, 111);
#获取一个值
$value = shm_get_var($shm_id, 111);
var_dump($value);
#检测一个key是否存在
// var_dump(shm_has_var($shm_id, 111));
#从系统中移除
shm_remove($shm_id);
#关闭和共享内存的连接
shm_detach($shm_id);
注意：这两种方式不通用的
一个用共享内存和信号量实现的消息队列
/**
* 使用共享内存和信号量实现
*
* 支持多进程, 支持各种数据类型的存储
* 注: 完成入队或出队操作,尽快使用unset(), 以释放临界区
*
*/
class ShmQueue
{
private $maxQSize = 0; // 队列最大长度
private $front = 0; // 队头指针
private $rear = 0; // 队尾指针
private $blockSize = 256; // 块的大小(byte)
private $memSize = 25600; // 最大共享内存(byte)
private $shmId = 0;
private $filePtr = './shmq.ptr';
private $semId = 0;
public function __construct ()
{
$shmkey = ftok(__FILE__, 't');
$this->shmId = shmop_open($shmkey, "c", 0644, $this->memSize);
$this->maxQSize = $this->memSize / $this->blockSize;
// 申請一个信号量
$this->semId = sem_get($shmkey, 1);
sem_acquire($this->semId); // 申请进入临界区
$this->init();
}
private function init ()
{
if (file_exists($this->filePtr)) {
$contents = file_get_contents($this->filePtr);
$data = explode('|', $contents);
if (isset($data[0]) && isset($data[1])) {
$this->front = (int) $data[0];
$this->rear = (int) $data[1];
}
}
}
public function getLength ()
{
return (($this->rear - $this->front + $this->memSize) % ($this->memSize)) /
$this->blockSize;
}
public function enQueue ($value)
{
if ($this->ptrInc($this->rear) == $this->front) { // 队满
return false;
}
$data = $this->encode($value);
shmop_write($this->shmId, $data, $this->rear);
$this->rear = $this->ptrInc($this->rear);
return true;
}
public function deQueue ()
{
if ($this->front == $this->rear) { // 队空
return false;
}
$value = shmop_read($this->shmId, $this->front, $this->blockSize - 1);
$this->front = $this->ptrInc($this->front);
return $this->decode($value);
}
private function ptrInc ($ptr)
{
return ($ptr + $this->blockSize) % ($this->memSize);
}
private function encode ($value)
{
$data = serialize($value) . "__eof";
echo '';
echo strlen($data);
echo '';
echo $this->blockSize - 1;
echo '';
if (strlen($data) > $this->blockSize - 1) {
throw new Exception(strlen($data) . " is overload block size!");
}
return $data;
}
private function decode ($value)
{
$data = explode("__eof", $value);
return unserialize($data[0]);
}
public function __destruct ()
{
$data = $this->front . '|' . $this->rear;
file_put_contents($this->filePtr, $data);
sem_release($this->semId); // 出临界区, 释放信号量
}
}
/*
* // 进队操作 $shmq = new ShmQueue(); $data = 'test data'; $shmq->enQueue($data);
* unset($shmq); // 出队操作 $shmq = new ShmQueue(); $data = $shmq->deQueue();
* unset($shmq);
*/
