php簡單使用shmop函式建立共享記憶體減少伺服器負載

王騰發表於2019-02-16
PHP函式記憶體伺服器負載

在之前的一篇部落格[瞭解一下共享記憶體的概念及優缺點]已經對共享記憶體的概念做了說明。下面就來簡單使用共享記憶體（其實也可以用其他工具，比如redis）

PHP做記憶體共享有兩套介面。一個是shm，它實際上是變數共享，會把物件變數序列化後再儲存。使用起來倒是挺方便，但是序列化儲存對於效率優先的記憶體訪問操作而言就沒啥意義了。另外一個是shmop，它是Linux和Windows通用的，不過功能上比shm弱了一些，在 Linux 上，這些函式直接是通過呼叫 shm* 系列的函式實現，而 Winodows 上也通過對系統函式的封裝實現了同樣的呼叫。我這裡先用的是shmop。

要建立共享記憶體段需要使用函式shmop，那麼前提需要開啟擴充套件，可以參考[給PHP開啟shmop擴充套件實現共享記憶體].

shmop主要函式

shmop_open （建立或開啟共享記憶體塊）、shmop_write （向共享記憶體塊中寫入資料）、shmop_read （從共享記憶體塊中讀取資料）、shmop_size （獲取共享記憶體塊的大小）、shmop_close （關閉共享記憶體塊）、shmop_delete （刪除共享記憶體塊）

<?php
//建立一塊共享記憶體
$shm_key = 0x4337b101;
$shm_id = @shmop_open($shm_key, `c`, 0644, 1024);
//讀取並寫入資料
$data = shmop_read($shm_id, 0, 1024);
shmop_write($shm_id, json_encode($data), 0);
$size = shmop_size($shm_id);  //獲取記憶體中實際資料佔用大小
//關閉記憶體塊，並不會刪除共享記憶體，只是清除 PHP 的資源
shmop_close($shm_id);

shmop_open(建立記憶體段)

該函式中出現的第一個事物是系統 ID 引數。這是標識系統中的共享記憶體段的數字。第二個引數是訪問模式，它非常類似於 fopen 函式的訪問模式。您可以在 4 種不同的模式下訪問一個記憶體段：

模式 “a”，它允許您訪問只讀記憶體段，只讀訪問
模式 “w”，它允許您訪問可讀寫的記憶體段，讀寫
模式 “c”，它建立一個新記憶體段，或者如果該記憶體段已存在，嘗試開啟它進行讀寫
模式 “n”，它建立一個新記憶體段，如果同樣 key 的已存在，則會建立失敗，這是為了安全使用共享記憶體考慮。
第三個引數是記憶體段的許可權。您必須在這裡提供一個八進位制值。

第四個引數提供記憶體段大小，以位元組為單位。由於使用的共享記憶體片段是固定長度的，在儲存和讀取的時候要計算好資料的長度，不然可能會寫入失敗或者讀取空值。。

請注意，此函式返回一個 ID 編號，其他函式可使用該 ID 編號操作該共享記憶體段。這個 ID 是共享記憶體訪問 ID，與系統 ID 不同，它以引數的形式傳遞。請注意不要混淆這兩者。如果失敗，shmop_open 將返回 FALSE。在建立記憶體塊時建議key引數用常量而不用變數，否則很有可能造成記憶體洩露。

shmop_write(向記憶體段寫入資料)

這個函式類似於 fwrite 函式，後者有兩個引數：開啟的流資源（由 fopen 返回）和您希望寫入的資料。shmop_write 函式也執行此任務。

第一個引數是 shmop_open 返回的 ID，它識別您操作的共享記憶體塊。第二個引數是您希望儲存的資料，最後的第三個引數是您希望開始寫入的位置。預設情況下，我們始終使用 0 來表示開始寫入的位置。請注意，此函式在失敗時會返回 FALSE，在成功時會返回寫入的位元組數。

shmop_read(從記憶體段讀取資料)

從共享記憶體段讀取資料很簡單。您只需要一個開啟的記憶體段和 shmop_read 函式。此函式接受一些引數，工作原理類似於 fread。

請留意這裡的引數。shmop_read 函式將接受 shmop_open 返回的 ID，我們已知道它，不過它還接受另外兩個引數。第二個引數是您希望從記憶體段讀取的位置，而第三個是您希望讀取的位元組數。第二個引數可以始終為 0，表示資料的開頭，但第三個引數可能存在問題，因為我們不知道我們希望讀取多少位元組。

這非常類似於我們在 fread 函式中的行為，該函式接受兩個引數：開啟的流資源（由 fopen 返回）和您希望從該流讀取的位元組數。使用 filesize 函式（它返回一個檔案中的位元組數）來完整地讀取它。

shmop_size（返回記憶體段資料實際大小）

比如，我們開闢了一個長度為100位元組的記憶體空間，但是實際存入的資料長度僅僅90，那麼使用shmop_size返回的值就是90.

shmop_delete（刪除記憶體段）

該函式僅接受一個引數：我們希望刪除的共享記憶體 ID，這不會實際刪除該記憶體段。它將該記憶體段標記為刪除，因為共享記憶體段在有其他程式正在使用它時無法被刪除。shmop_delete 函式將該記憶體段標記為刪除，阻止任何其他程式開啟它。要刪除它，我們需要關閉該記憶體段。在建立記憶體塊時建議key引數用常量而不用變數，否則很有可能造成記憶體洩露。

shmop_close(關閉記憶體段)

我們在對記憶體段進行讀取和寫入，但完成操作後，我們必須從它解除，這非常類似於處理檔案時的 fclose 函式。開啟包含一個檔案的流並在其中讀取或寫入資料後，我們必須關閉它，否則將發生鎖定。

簡單測試結果檢視

我是在LNMP環境下操作的，如果你也和我一樣，在執行完簡單的操作之後，可以使用linux命令檢視一下地址和佔用大小

# 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

命令說明

key ：共享記憶體的唯一的key值，共享記憶體通過該key來判斷你讀取的是哪一塊記憶體。
shmid：當使用key來獲取記憶體時，你獲得的是這個id的值。它作為你操作記憶體塊的標識。
owner：建立該共享記憶體塊的使用者
perms：該共享記憶體的讀寫許可權，8禁止，可以是777，與檔案的讀寫許可權一致。
bytes：該記憶體塊的大小
nattch：連線該記憶體塊的程式數
status：當前狀態，如：dest，即將刪除等。

專案實際應用小案例

<?php
/**
 * 將領技能
 */
class Generalskill_model extends CI_Model {
  
  private $_memory_key = 0x4337b001;   //共享記憶體地址key
  private $_memory_size = 1048576;     //開闢共享記憶體大小  //最好根據實際資料長度大小定義。

  public function __construct() {
    parent::__construct();
  }

  public function get_skill_list() {
    $data = [];
    $shmid = @shmop_open($this->_memory_key, `a`, 0644, $this->_memory_size);  

    if ($shmid === FALSE) {
        $shmid = @shmop_open($this->_memory_key, `c`, 0644, $this->_memory_size);  
        $data = $this->return_skill_list();
        shmop_write($shmid, json_encode($data), 0); 
        @shmop_close($shmid);

        return $data;
    }
    $data = json_decode(preg_replace(`/[x00-x1Fx80-x9F]/u`, ``, trim(shmop_read($shmid, 0, $this->_memory_size))), true);
    @shmop_close($shmid);
    return $data;    
  
  }

  public function return_skill_list() {   //這裡是一個超大的陣列，其實就是把這個陣列json化，然後存入共享記憶體段。  其實可以用redis等其他快取...這裡我就是為了不用redis等其他nosql才用的shmop
    return array (
  1 => 
  array (`id` => `1`,`animation` => `13`,`skill_type` => `1`,`power_type` => `1`,`site` => `1`,`type` => `1`,`paramete` => `0`,`paramete2` => `0`,`paramete3` => `0`,`chance` => `0`,`ratio` => `1`,
  ),
  2 => 
  array (`id` => `2`,`animation` => `3`,`skill_type` => `2`,`power_type` => `1`,`site` => `1`,`type` => `1`,`paramete` => `0`,`paramete2` => `0`,`paramete3` => `0`,`chance` => `0`,`ratio` => `2`,
  ),..........................................

當然你要考慮的是，如果資料更新的話，那麼記憶體段也要刪除，並且更新資料………………….通過shmop_delete可以刪除 。這就需要你們自己根據專案應用來考慮了

還有就是我這裡只是為了簡單的讀，並沒有出現複雜的讀寫，否則可能會出現程式互斥等意想不到的衝突~如果複雜，那麼就可以考慮訊號量了~

如果你在專案中遇到主從場景。可以參考這篇文章 http://tubaluer.iteye.com/blo…

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