摘要：多進(jìn)程通信之一命名管道。多進(jìn)程通信之三信號(hào)量與共享內(nèi)存。共享內(nèi)存是最快是進(jìn)程間通信方式，因?yàn)閭€(gè)進(jìn)程之間并不需要數(shù)據(jù)復(fù)制，而是直接操控同一份數(shù)據(jù)。的一些書籍中甚至不建議新手輕易使用這種進(jìn)程間通信的方式，因?yàn)檫@是一種極易產(chǎn)生死鎖的解決方案。

[原文地址：https://blog.ti-node.com/blog...]

往往開啟多進(jìn)程的目的是為了一起干活加速效率，前面說(shuō)了不同進(jìn)程之間的內(nèi)存空間都是相互隔離的，也就說(shuō)進(jìn)程A是無(wú)法讀或?qū)戇M(jìn)程B中的任何數(shù)據(jù)內(nèi)容的，反之亦然。但是，有些時(shí)候，多個(gè)進(jìn)程之間必須要有相互通知的機(jī)制，用職場(chǎng)上的話來(lái)說(shuō)就叫“及時(shí)溝通”。大家都在一起做同一件事情的不同部分，彼此之間“及時(shí)溝通”是很重要的。

于是進(jìn)程間通信就誕生了，英文縮寫IPC，全稱InterProcess Communication。
常見(jiàn)的進(jìn)程間通信方式有：管道（分無(wú)名和有名兩種）、消息隊(duì)列、信號(hào)量、共享內(nèi)存和socket，最后一種方式今天不提，放到后面的php socket編程中去說(shuō)，重點(diǎn)說(shuō)前四種方式。

管道是*NIX上常見(jiàn)的一個(gè)東西，大家平時(shí)使用linux的時(shí)候也都在用，簡(jiǎn)單理解就是|，比如ps -aux|grep php這就是管道，大概意思類似于ps進(jìn)程和grep進(jìn)程兩個(gè)進(jìn)程之間用|完成了通信。管道是一種半雙工（現(xiàn)在也有系統(tǒng)已經(jīng)支持全雙工的管道）的工作方式，也就是說(shuō)數(shù)據(jù)只能沿著管道的一個(gè)方向進(jìn)行傳遞，不可以在同一個(gè)管道上反向傳數(shù)據(jù)。管道分為兩種，一種叫做未命名的管道，另一種叫做命名管道，未命名管道只能在擁有公共祖先的兩個(gè)進(jìn)程之間使用，簡(jiǎn)單理解就是只能用于父進(jìn)程和和其子進(jìn)程之間的通信，但是命名管道則可以用于任何兩個(gè)毫無(wú)關(guān)連的進(jìn)程之間的通信（一會(huì)兒將要演示的將是這種命名管道）。

需要特殊指出的是消息隊(duì)列、信號(hào)量和共享內(nèi)存這三種IPC同屬于XSI IPC（XSI可以認(rèn)為是POSIX標(biāo)準(zhǔn)的超集，簡(jiǎn)單粗暴理解為C++之于C）。這三種IPC在*NIX中一般都有兩個(gè)“名字”來(lái)為其命名，一個(gè)叫做標(biāo)志符，一個(gè)叫做鍵（key）。標(biāo)志符是一個(gè)非負(fù)整數(shù)，每當(dāng)一個(gè)IPC結(jié)構(gòu)被創(chuàng)建然后又被銷毀后，標(biāo)志符便會(huì)+1一直加到整數(shù)的最大整數(shù)數(shù)值，而后又從0開始重新計(jì)算。既然是為了多進(jìn)程通信使用，那么多進(jìn)程在使用XSI IPC的時(shí)候就需要使用一個(gè)名字來(lái)找到相應(yīng)的IPC，然后才能對(duì)其進(jìn)行讀寫（術(shù)語(yǔ)叫做多個(gè)進(jìn)程在同一個(gè)IPC結(jié)構(gòu)上匯聚），所以POSIX建議是無(wú)論何時(shí)創(chuàng)建一個(gè)IPC結(jié)構(gòu)，都應(yīng)指定一個(gè)鍵（key）與之關(guān)聯(lián)。一句話總結(jié)就是：標(biāo)志符是XSI IPC的內(nèi)部名稱，鍵（key）是XSI IPC的外部名稱。

使多個(gè)進(jìn)程在XSI IPC上匯聚的方法大概有如下三種：

使用指定鍵IPC_PRIVATE來(lái)創(chuàng)建一個(gè)IPC結(jié)構(gòu)，然后將返回的標(biāo)志符保存到一個(gè)文件中，然后進(jìn)程之間通過(guò)讀取這個(gè)文件中的標(biāo)志符進(jìn)行通信。使用公共的頭文件。這么做的缺點(diǎn)是多了IO操作。

將共同認(rèn)同的鍵寫入到公共頭文件中。這么做的缺點(diǎn)這個(gè)鍵可能已經(jīng)與一個(gè)IPCi結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)，這樣在使用這個(gè)鍵創(chuàng)建結(jié)構(gòu)的時(shí)候就可能會(huì)出錯(cuò)，然后必須刪除已有的IPC結(jié)構(gòu)再重新創(chuàng)建。

認(rèn)同一個(gè)文件路徑名和項(xiàng)目ID，然后使用ftok將這兩個(gè)參數(shù)轉(zhuǎn)換成一個(gè)鍵。這將是我們使用的方式。

XSI IPC結(jié)構(gòu)有一個(gè)與之對(duì)應(yīng)的權(quán)限結(jié)構(gòu)，叫做ipc_perm，這個(gè)結(jié)構(gòu)中定義了IPC結(jié)構(gòu)的創(chuàng)建者、擁有者等。

多進(jìn)程通信之一：命名管道。 在php中，創(chuàng)建一個(gè)管道的函數(shù)叫做posix_mkfifo()，管道創(chuàng)建完成后其實(shí)就是一個(gè)文件，然后就可以用任何與讀寫文件相關(guān)的函數(shù)對(duì)其進(jìn)行操作了，代碼大概演示一下：

 0 ) {
  // 在父進(jìn)程中
  // 打開命名管道，然后讀取文本
  $file = fopen( $pipe_file, "r" );
  // 注意此處fread會(huì)被阻塞
  $content = fread( $file, 1024 );
  echo $content.PHP_EOL;
  // 注意此處再次阻塞，等待回收子進(jìn)程，避免僵尸進(jìn)程
  pcntl_wait( $status );
}

運(yùn)行結(jié)果如下：

多進(jìn)程通信之二：消息隊(duì)列。這個(gè)怕是很多人都聽過(guò)，不過(guò)印象往往停留在kafka、rabbitmq之類的用于服務(wù)器解耦網(wǎng)絡(luò)消息隊(duì)列軟件上。消息隊(duì)列是消息的鏈接表（一種常見(jiàn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)），但是這種消息隊(duì)列存儲(chǔ)于系統(tǒng)內(nèi)核中（不是用戶態(tài)），一般我們外部程序使用一個(gè)key來(lái)對(duì)消息隊(duì)列進(jìn)行讀寫操作。在PHP中，是通過(guò)msg_*系列函數(shù)完成消息隊(duì)列操作的。

 0 ) {
  // 在父進(jìn)程中
  // 使用msg_receive()函數(shù)獲取消息
  msg_receive( $queue, 0, $msgtype, 1024, $message );
  echo $message.PHP_EOL;
  // 用完了記得清理刪除消息隊(duì)列
  msg_remove_queue( $queue );
  pcnlt_wait( $status );
} else if( 0 == $pid ) {
  // 在子進(jìn)程中
  // 向消息隊(duì)列中寫入消息
  // 使用msg_send()向消息隊(duì)列中寫入消息，具體可以參考文檔內(nèi)容
  msg_send( $queue, 1, "helloword" );
  exit;
}

運(yùn)行結(jié)果如下：

但是，值得大家繼續(xù)深入研究的是msg_send()和msg_receive()兩個(gè)函數(shù)，這兩個(gè)的每一個(gè)參數(shù)都是非常值得深入研究和嘗試的。篇幅問(wèn)題，這里就不再詳細(xì)描述。

多進(jìn)程通信之三：信號(hào)量與共享內(nèi)存。共享內(nèi)存是最快是進(jìn)程間通信方式，因?yàn)閚個(gè)進(jìn)程之間并不需要數(shù)據(jù)復(fù)制，而是直接操控同一份數(shù)據(jù)。實(shí)際上信號(hào)量和共享內(nèi)存是分不開的，要用也是搭配著用。*NIX的一些書籍中甚至不建議新手輕易使用這種進(jìn)程間通信的方式，因?yàn)檫@是一種極易產(chǎn)生死鎖的解決方案。共享內(nèi)存顧名思義，就是一坨內(nèi)存中的區(qū)域，可以讓多個(gè)進(jìn)程進(jìn)行讀寫。這里最大的問(wèn)題就在于數(shù)據(jù)同步的問(wèn)題，比如一個(gè)在更改數(shù)據(jù)的時(shí)候，另一個(gè)進(jìn)程不可以讀，不然就會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題。所以為了解決這個(gè)問(wèn)題才引入了信號(hào)量，信號(hào)量是一個(gè)計(jì)數(shù)器，是配合共享內(nèi)存使用的，一般情況下流程如下：

當(dāng)前進(jìn)程獲取將使用的共享內(nèi)存的信號(hào)量

如果信號(hào)量大于0，那么就表示這塊兒共享資源可以使用，然后進(jìn)程將信號(hào)量減1

如果信號(hào)量為0，則進(jìn)程進(jìn)入休眠狀態(tài)一直到信號(hào)量大于0，進(jìn)程喚醒開始從1

一個(gè)進(jìn)程不再使用當(dāng)前共享資源情況下，就會(huì)將信號(hào)量減1。這個(gè)地方，信號(hào)量的檢測(cè)并且減1是原子性的，也就說(shuō)兩個(gè)操作必須一起成功，這是由系統(tǒng)內(nèi)核來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

在php中，信號(hào)量和共享內(nèi)存先后一共也就這幾個(gè)函數(shù)：

其中，sem_是信號(hào)量相關(guān)函數(shù)，shm_是共享內(nèi)存相關(guān)函數(shù)。

 0 ) {
    $child_pid[] = $pid;
  }
}
while( !empty( $child_pid ) ){
  foreach( $child_pid as $pid_key => $pid_item ){
    pcntl_waitpid( $pid_item, $status, WNOHANG );
    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, SHM_VAR ).PHP_EOL;
// 記得刪除共享內(nèi)存數(shù)據(jù)，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)果如下：

確切說(shuō)，如果不用sem的話，上述的運(yùn)行結(jié)果在一定概率下就會(huì)產(chǎn)生1而不是2。但是只要加入sem，那就一定保證100%是2，絕對(duì)不會(huì)出現(xiàn)其他數(shù)值。

[原文地址：https://blog.ti-node.com/blog...]