php中对共享内存，消息队列的操作

php作为脚本程序，通常生命周期都很短，如在web应用中，一次请求就是php运行的一个周期，请求结束则生命周期截止。所以php在处理需要共享的资源时，一般会将共享数据保存在数据库或dbm之类的文件中，再者就是利用内存实现共享。你可以选择已有的工具辅助你，像memcache；也可以自己编写代码访问操作系统的共享内存段。

php中对共享内存段的操作有两组函数：System V IPC和Shared Memory。其中System V IPC系列函数能够更方便的操作数据，无需像Shared Memory那样必须自己掌握读写时的偏移量、长度等，也不用序列化/反序列化来回转换（因为Shared Memory函数只支持字符串格式的数据参数）。但是System V IPC系列不支持Windows，所以如果要在win环境下使用，只能选Shared Memory。

因为php默认不支持这些函数，所以需要重编译php。如要使用：
System V信号量，编译时加上 –enable-sysvsem
System V共享内存，编译时加上 –enable-sysvshm
System V消息队列，编译时加上 –enable-sysvmsg
Shared Memory，编译时加上 –enable-shmop

先写个Shared Memory的例子：

<?php
$key = ftok(__FILE__, 'i');
$size = 100;
$shm_h = @shmop_open($key, 'c', 0644, $size);
if($shm_h === false) {
        echo "shmop open failed";
        exit;
}
$data = shmop_read($shm_h, 0, $size);
$data = unserialize($data);
//如果没有数据则写一个
if(empty($data)) {
        echo "there is no data";
        $data = "imdonkey";
        //就算数据是文本，write时也要序列化
        $write_size = shmop_write($shm_h, serialize($data), 0);
        if($write_size === false) echo "shmop write failed!";
}
//如果有，显示出来，之后删掉
else {
        echo "shared memory data: ";
        print_r($data);
        shmop_delete($shm_h);
}
shmop_close($shm_h);
?>

再写个System V shm的例子：

<?php 
$shm_key = ftok(__FILE__, 'i');
$memsize = 120;
$shm_h = shm_attach($shm_key, $memsize, 0644);
if($shm_h === false) {
        echo "shmop open failed";
        exit;
}
$var_key = 3;
$data = @shm_get_var($shm_h, $var_key);
if(empty($data)) {
        $data = "imdonkey";
        echo "there is no data, insert $data.\n";
        shm_put_var($shm_h, $var_key, $data);
} else {
        echo "find data: $data\n";
        shm_remove_var($shm_h, $var_key);
}
shm_detach($shm_h);
?>

可以看到，sysV对于每个数据都另外设立了对应的var_key，这样在同一内存区域可以保存多个数据，而不用像shmop中那样再申请另外一个共享内存区域，还免除了序列化的干扰（虽然数据最终还是以序列化的形式保存，但不用开发者去手动实现）。

例子虽然简单，但也有一些需要注意的地方，不管是shm_attach还是shmop_open，所申请的内存的大小一定要满足后面数据的体积，这个体积包括数据本身序列化后的长，还有php添加的少量header信息。php官方文档中有人提出了一种计算要申请的内存大小的公式，这个公式可以保证所申请的内存足够存储一个指定的数据。公式如下：

//当shm_attach第一次被调用时，php向共享内存写入一个header
$shmHeaderSize = (PHP_INT_SIZE * 4) + 8;
//当shm_put_var调用时，php会在序列化后的数据前面，加一个header
$shmVarSize = (((strlen(serialize($foo))+ (4 * PHP_INT_SIZE)) /4 ) * 4 ) + 4;
$memsize = $shmHeaderSize + $shmVarSize;

这个公式是否适用于所有情况，我不敢说，所以我想最好还是在程序中，将准备放入共享内存的数据结构设计好，尽量保证数据大小在某一范围内。

还有就是为了防止共享内存被浪费，当数据无用时及时调用对应的remove方法释放资源。

介绍完共享内存再顺带提一下消息队列Message Queue（也是在System V IPC函数组中），消息队列似乎可以视为另一种共享内存，只是数据存储的方式有些不同。简单来说，就是每个key对应一个队列，每个队列可以保存多个数据，数据间按照先进先出的原则进行操作。php文档中的例子很好的介绍了各函数的应用：

<?php 
if ( sizeof($argv)<2 ) { 
        echo "Usage: $argv[0] stat|send|receive|remove msgType MSG [msg] \n\n" ; 
        echo "   EX: $argv[0] send 1 \"This is no 1\" \n" ; 
        echo "       $argv[0] receive ID \n" ; 
        echo "       $argv[0] stat \n" ; 
        echo "       $argv[0] remove \n" ; 
        exit; 
} 
 
$MSGKey = "123456" ; 
$seg = msg_get_queue($MSGKey) ; 
 
switch ( $argv[1] ) { 
    case "send": 
        msg_send($seg, $argv[2], $argv[3]); 
        echo "msg_send done...\n" ; 
        break; 
 
    case "receive": 
        $stat = msg_stat_queue( $seg ); 
        echo 'Messages in the queue: '.$stat['msg_qnum']."\n"; 
        if ( $stat['msg_qnum']>0 ) { 
            msg_receive($seg, $argv[2], $msgtype, 1024, $data, true, MSG_IPC_NOWAIT); 
            var_dump($msgtype); 
            var_dump($data); 
            echo "\n"; 
        } 
        else { 
            echo "No Msg...\n"; 
        } 
        break; 
 
    case "stat": 
      print_r( msg_stat_queue($seg) ); 
        break; 
 
    case "remove": 
        msg_remove_queue($seg); 
        break; 
} 
?>

消息队列中的数据同样受到大小的约束，具体约束范围可通过msg_stat_queue的msg_qbytes看到。这段代码唯一有点小改动的地方就在接受消息时，指定了MSG_IPC_NOWAIT，不然如果目标队列没有数据，默认会一直等待。

一般会用到共享内存或消息队列的情况，都会涉及到多线程/进程，或跨语言的数据传递。如果是php脚本/进程间共享数据，那只要小心点操作就没什么问题。如果要求跨语言，那很可能遇到千奇百怪的问题，呵呵，我还没试过，但在网上看到别人发的苦水贴，以后有机会一定实验一下。

在调试共享内存、信号量、消息队列时，可以配合Linux系统命令观察数据存储情况及信号量、消息队列资源分配情况，如ipcs, ipcrm命令。

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