1 进程间通信的常见方式

2 共享内存（Shared Memory）

2.1、共享内存的基本概念

优点：共享存储允许两个或多个进程共享一给定的内存区。由于数据不需要在客户机和服务器之间复制，所以这是最快的一种通信方式。

缺点：共享内存无进程间协调机制。这意味着，当多个进程或线程访问和修改同一块共享内存区域时，它们必须自己管理对这块内存的访问，以防止数据冲突和不一致。具体来说，当一个进程（我们称之为写入方）正在向共享内存写入数据时，另一个进程（我们称之为读取方）可能同时尝试读取这块内存。由于共享内存没有内置的同步机制，读取方可能会读取到写入方还未完全写入的数据，或者读取到写入方写入过程中的中间状态，从而导致数据的不一致性和错误。

2.2 php共享内存有两种方式：System V 与 shmop

PHP做内存共享有两套接口。

一个是shm（System V IPC函数的封装），它实际上是变量共享，会把对象变量序列化后再储存。使用起来倒是挺方便，但是序列化存储对于效率优先的内存访问操作而言就没啥意义了。System V IPC只能在linux下使用，需开启–enable-sysvshm扩展；另外一个是shmop，不过功能上比shm弱了一些，在 Linux 上，这些函数直接是通过调用 shm* 系列的函数实现，而 Winodows 上也通过对系统函数的封装实现了同样的调用。
这两个都无需安装外部库文件。shmop在linux和windows（win2k之后的系统，win98不支持）都可以使用，但在windows的时候，只有在php是ISAPI运行模式才能正常工作，需开启–enable-shmop扩展。

3 shmop功能集

3.1 共享内存函数

shmop是一个易于使用的功能集，允许PHP读写创建和删除服务器系统共享内存模块。

3.1.1 ftok函数

ftok函数是Linux系统中提供的一种比较重要的进程间通信机制，它可以将一个已经存在的文件的路径名和一个子序号（通常为非负整数）作为输入，然后返回一个唯一的key_t类型的键值。这个键值在系统中是全局唯一的，可以用于标识和访问特定的IPC结构（如共享内存、消息队列）。
使用ftok函数时，需要确保指定的文件路径下存在一个有效的文件，并且该文件在程序运行期间不会被删除或移动。否则，ftok函数可能会返回错误或生成不同的键值，导致进程间通信失败。
ftok 函数在 Unix 和 Linux 系统中用于生成一个唯一的键（key），这个键通常用于 IPC（进程间通信）机制，如消息队列、信号量或共享内存。它基于给定的文件路径和单个字符（通常是项目的唯一标识符）来生成这个键。ftok 的名字来源于 "file to key" 的缩写。

参数

filename：指向文件路径的指针，这个文件通常是项目中的一个已知文件。这个路径不需要指向一个实际存在的文件，但必须是唯一的，以便在不同的项目或实例中生成不同的键。
project_id：一个 8 位（1 字节）的字符串，通常用于进一步区分同一路径下的不同键。（比如 a 、b、c）

返回值

如果成功，ftok 函数返回一个唯一的键。如果失败，返回 -1，并设置 errno 以指示错误。

错误处理

如果 ftok 失败，可以检查 errno 来获取更多信息：

EACCES：调用进程对 pathname 没有读权限。
ENOENT：pathname 指定的文件或目录不存在。
ENOMEM：没有足够的内存来执行操作。
EINVAL：pathname 不指向一个文件或目录。

注意事项

ftok 生成的键是系统范围内的，这意味着它可能在不同的进程或机器上生成相同的键，如果它们使用了相同的 pathname 和 proj_id。因此，要确保在系统的不同部分使用不同的 pathname 或 proj_id。
虽然 ftok 通常用于 IPC 机制，但生成的键也可以在其他上下文中使用，只要这些上下文可以处理相同的键空间。
ftok 的使用在某些现代系统上可能被视为过时，特别是在那些提供更强大、更灵活的 IPC 机制的系统上。然而，对于需要兼容旧代码或特定环境的场景，它仍然是一个有效的工具。

3.1.2 shmop_close函数（作废）

shmop_close — Close shared memory block — 关闭共享内存块

我们在对内存段进行读取和写入，但完成操作后，我们必须从它解除，这非常类似于处理文件时的 fclose 函数。打开包含一个文件的流并在其中读取或写入数据后，我们必须关闭它，否则将发生锁定。
在PHP8.0以后此函数作废

3.1.3 shmop_delete函数

shmop_delete — Delete shared memory block — 删除共享内存块

该函数仅接受一个参数：我们希望删除的共享内存 ID，这不会实际删除该内存段。它将该内存段标记为删除，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。在创建内存块时建议key参数用常量而不用变量，否则很有可能造成内存泄露。

3.1.4 shmop_open函数

shmop_open — Create or open shared memory block— 创建或打开共享内存块

第一个参数：是共享内存块的系统 ID。即ftok 函数返回一个唯一的键

第二个参数：是访问模式，它非常类似于 fopen 函数的访问模式。您可以在 4 种不同的模式下访问一个内存段：
a:：以只读权限打开；
c：创建新片段，如果已经存在，则已可读写权限打开；
w：以可读写权限打开；
n ：创建新片段，如果已经存在则失败。对于避免禁态条件有用

第三个参数：希望分配给内存段的权限，这些权限与文档的权限相同。权限需要以八进制形式传递，例如 0644，代表创建者可读可写，组员和其他人可读

第四个参数：提供内存段大小，以字节为单位。由于使用的共享内存片段是固定长度的，在存储和读取的时候要计算好数据的长度，不然可能会写入失败或者读取空值。。
返回：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。

在创建内存块时建议key参数用常量而不用变量，否则很有可能造成内存泄露。即用 $shomp_key = ftok(__FILE__,'p'); 就成生成一个固定的数字

3.1.5 shmop_read函数

shmop_read — Read data from shared memory block —从共享内存块读取数据

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。此函数接受一些参数，工作原理类似于 fread。

第一个参数： shmop_open 返回的 ID
第二个参数：你希望从内存段读取的位置。开始读取的偏移量;必须大于或等于零且小于或等于共享内存段的实际大小。
第三个参数：是您希望读取的字节数。第二个参数可以始终为 0，表示数据的开头，但第三个参数可能存在问题，因为我们不知道我们希望读取多少字节。
这非常类似于我们在 fread 函数中的行为，该函数接受两个参数：打开的流资源（由 fopen 返回）和您希望从该流读取的字节数。使用 filesize 函数（它返回一个文件中的字节数）来完整地读取它。
如果第三个参数设置为0，将自动调用 shmop_size返回内存段数据实际大小。

3.1.6 shmop_size函数

shmop_size — Get size of shared memory block— 获取共享内存块的大小

shmop_size返回内存段数据实际大小。所谓实际大小，是指：我们开辟了一个长度为100字节的内存空间，但是实际存入的数据长度仅仅90，那么使用shmop_size返回的值就是90.

3.1.7 shmop_write函数

shmop_write — Write data into shared memory block— 到共享内存块写入数据

这个函数类似于 fwrite 函数，后者有两个参数：打开的流资源（由 fopen 返回）和您希望写入的数据。shmop_write 函数也执行此任务。

第一个参数：shmop_open 返回的 ID，它识别您操作的共享内存块。

第二个参数：你希望存储的数据，

第三个参数：您希望开始写入的位置。偏移量必须大于或等于零，并且小于或等于共享内存段的实际大小。默认情况下，我们始终使用 0 来表示开始写入的位置。

返回：此函数在失败时会返回 FALSE，在成功时会返回写入的字节数。

3.2 实例

我们开辟一块内存来统计一下全国的人口：

<?php
//创建键
//__FiLE__ E:\phpClassicExamples\www.aaa.com\第五章\5-06 在进程间共享变量.php
//p 项目标识符 也可以是其他标识符，比如a b c等 但要注意，只能单个字符

$shomp_key = ftok(__FILE__,'p'); //$shomp_key = 1879323013
if($shomp_key==-1){
    die('创建key失败');
}

//创建16384 字节的共享内存块
//shmop_open 创建或打开共享内存块
//0600 希望分配给内存段的权限，这些权限与文档的权限相同。权限需要以八进制形式传递，例如 0644
//成功后，shmop_open() 将返回一个 Shmop 实例，您可以使用它来访问您创建的共享内存段。false 失败时返回

$shmop_id = shmop_open($shomp_key,'c',0600,16384);//$shmop_id = resource(2) of type (shmop) 

if(!$shmop_id ){
    die('创建内存块失败');
}


//取得全部共享内存片段中的数据
//shmop_read  —从共享内存块读取数据
//$shmop_id:由 shmop_open()创建的共享内存块标识符
//第一个0：开始读取的偏移量;必须大于或等于零且小于或等于共享内存段的实际大小。
//第二个0：要读取的字节数;必须大于或等于零，并且 offset 和 size 之和必须小于或等于共享内存段的实际大小。如果设置0 自动读取 shmop_size($shmid) $start 字节。


$population = shmop_read($shmop_id ,0 ,0);//$population = string(16384) "" 

if($population===false){
    die('获取内存片段中的数据失败');
}
//初始化人口数据
$population  = intval($population);
$births =2;//出生人口
$immigrants =1;//移入人口
$deaths =2;//死亡人口
$emigrants=0;//移出人口 
//$population =1;
$population += ($births + $immigrants - $deaths - $emigrants);

//将生成的数据回写入共享内存片段
//$population 要写入共享内存块的字符串
//0 指定在共享内存段内开始写入数据的位置。偏移量必须大于或等于零，并且小于或等于共享内存段的实际大小。
//返回写入数据的大小。


//$population= 'aaa';//用于初始化内存块
$shmop_bytes_written = shmop_write($shmop_id,$population,0);
if($shmop_bytes_written != strlen($population)){
    echo '无法写入全部的人口';
}
shmop_delete($shmop_id);
var_dump($population);
?>

3.3 Linux命令

ipcs -m

root@bogon ~]# ipcs -m

------ Shared Memory Segments --------
key        shmid      owner      perms      bytes      nattch     status      
0x00000000 0          　　　 gdm              600                 393216            2         dest         
0x00000000 32769             gdm              600                 393216            2         dest                              
0x4337b101 884750           nobody         644                 1024                0

说明

key ：共享内存的唯一的key值，共享内存通过该key来判断你读取的是哪一块内存。
shmid：当使用key来获取内存时，你获得的是这个id的值。它作为你操作内存块的标识。
owner：创建该共享内存块的用户
perms：该共享内存的读写权限，8禁止，可以是777，与文件的读写权限一致。
bytes：该内存块的大小
nattch：连接该内存块的进程数
status：当前状态，如：dest，即将删除等。

4 System V

Semaphore 函数

ftok — Convert a pathname and a project identifier to a System V IPC key — 将路径名和项目标识符转换为 System V IPC 密钥
msg_get_queue — Create or attach to a message queue — 创建或附加到消息队列
msg_queue_exists — Check whether a message queue exists— 检查消息队列是否存在
msg_receive — Receive a message from a message queue — 从消息队列接收消息
msg_remove_queue — Destroy a message queue — 销毁消息队列
msg_send — Send a message to a message queue— 向消息队列发送消息
msg_set_queue — Set information in the message queue data structure— 在消息队列数据结构中设置信息
msg_stat_queue — Returns information from the message queue data structure— 从消息队列数据结构返回信息
sem_acquire — Acquire a semaphore — 获取信号量
sem_get — Get a semaphore id— 获取信号量 ID
sem_release — Release a semaphore — 释放信号量
sem_remove — Remove a semaphore — 删除信号量
shm_attach — Creates or open a shared memory segment— 创建或打开共享内存段
shm_detach — Disconnects from shared memory segment— 断开与共享内存段的连接
shm_get_var — Returns a variable from shared memory— 从共享内存返回变量
shm_has_var — Check whether a specific entry exists— 检查特定条目是否存在
shm_put_var — Inserts or updates a variable in shared memory— 在共享内存中插入或更新变量
shm_remove — Removes shared memory from Unix systems— 从 Unix 系统中删除共享内存
shm_remove_var — Removes a variable from shared memory— 从共享内存中删除变量