进程 多进程-进程间通讯---共享内存与信号量

上文说到可以通过消息队列去创建任务，消费任务。本文利用共享内存（传说中最快的进程通讯方法） 与 信号量（与锁概念有差异，锁是锁定资源，信号量是被捕捉到的时候执行相应的代码）

• 共享内存 ：顾名思义，就是多个进程一起读取/写入同一个内存块
• 信号量：信号量是一种变量或抽象数据类型，用于控制并发系统中多个进程对公共资源的访问

说一些日常生活中的例子
以一个停车场的运作为例。简单起见，假设停车场只有三个车位（共享内存），一开始三个车位都是空的。这时如果同时来了五辆车，看门人允许其中三辆直接进入，然后放下车拦，剩下的车则必须在入口等待，此后来的车也都不得不在入口处等待。这时，有一辆车离开停车场，看门人得知后，打开车拦，放入外面的一辆进去，如果又离开两辆，则又可以放入两辆，如此往复。 在这个停车场系统中，车位是公共资源，每辆车好比一个线程，看门人起的就是信号量的作用。

上代码

<?php
$ppid = posix_getpid();
echo "父进程的进程号:{$ppid}".PHP_EOL;
$childList = array();

// 创建共享内存,创建信号量,定义共享key
$shm_id = ftok(__FILE__,'m');
$sem_id = ftok(__FILE__,'s');
//共享内存
$shareMemory = shm_attach($shm_id);
//信号量
$signal = sem_get($sem_id);

const SHARE_KEY = 1;

// 生产者
function producer(){
    global $shareMemory;
    global $signal;
    $pid = posix_getpid();
    $repeatNum = 5;
    for ( $i = 1; $i <= $repeatNum; $i++) {
        // 获得信号量
        sem_acquire($signal);
        
        if (shm_has_var($shareMemory,SHARE_KEY)){
            // 有值,加一
            $count = shm_get_var($shareMemory,SHARE_KEY);
            $count ++;
            shm_put_var($shareMemory,SHARE_KEY,$count);
            echo "({$pid}) count: {$count}".PHP_EOL;
        }else{
            // 无值,初始化
            shm_put_var($shareMemory,SHARE_KEY,0);
            echo "({$pid}) count: 0".PHP_EOL;
        }
        // 用完释放,释放后让其他进程进行捕获，执行然后执行
        sem_release($signal);
        sleep(2);
    }
}

//创建进程
function createProgress($callback){
    $pid = pcntl_fork();
    if ( $pid == -1) {
        // 创建失败
        exit("进程创建失败".PHP_EOL);
    } else if ($pid == 0) {
        // 子进程执行程序
        $pid = posix_getpid();
        $callback();
        exit("({$pid}) 子进程执行完毕并退出".PHP_EOL);
    }else{
        // 父进程执行程序
        return $pid;
    }
}

// 3个写进程
for ($i = 0; $i < 3; $i ++ ) {
    $pid = createProgress('producer');
    $childList[$pid] = 1;
    echo "创建子进程。进程号为： {$pid}".PHP_EOL;
}

// 等待所有子进程结束
while(!empty($childList)){
    $childPid = pcntl_wait($status);
    if ($childPid > 0){
        unset($childList[$childPid]);
    }
}
// 释放共享内存与信号量
shm_remove($shareMemory);
sem_remove($signal);
echo "({$ppid}) 主进程执行完毕".PHP_EOL;

执行结果

这样子虽然是多个进程同时对共享内存进行操作，但是也有有序的，获得信号量的子进程就对共享内存进行io操作，操作完成后释放，让其他进程捕获。未捕获信号量的进程则等待