摘要：多進程通信之一命名管道。多進程通信之三信號量與共享內存。共享內存是最快是進程間通信方式，因為個進程之間并不需要數據復制，而是直接操控同一份數據。的一些書籍中甚至不建議新手輕易使用這種進程間通信的方式，因為這是一種極易產生死鎖的解決方案。

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往往開啟多進程的目的是為了一起干活加速效率，前面說了不同進程之間的內存空間都是相互隔離的，也就說進程A是無法讀或寫進程B中的任何數據內容的，反之亦然。但是，有些時候，多個進程之間必須要有相互通知的機制，用職場上的話來說就叫“及時溝通”。大家都在一起做同一件事情的不同部分，彼此之間“及時溝通”是很重要的。

于是進程間通信就誕生了，英文縮寫IPC，全稱InterProcess Communication。
常見的進程間通信方式有：管道（分無名和有名兩種）、消息隊列、信號量、共享內存和socket，最后一種方式今天不提，放到后面的php socket編程中去說，重點說前四種方式。

管道是*NIX上常見的一個東西，大家平時使用linux的時候也都在用，簡單理解就是|，比如ps -aux|grep php這就是管道，大概意思類似于ps進程和grep進程兩個進程之間用|完成了通信。管道是一種半雙工（現在也有系統已經支持全雙工的管道）的工作方式，也就是說數據只能沿著管道的一個方向進行傳遞，不可以在同一個管道上反向傳數據。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進程之間使用，簡單理解就是只能用于父進程和和其子進程之間的通信，但是命名管道則可以用于任何兩個毫無關連的進程之間的通信（一會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列、信號量和共享內存這三種IPC同屬于XSI IPC（XSI可以認為是POSIX標準的超集，簡單粗暴理解為C++之于C）。這三種IPC在*NIX中一般都有兩個“名字”來為其命名，一個叫做標志符，一個叫做鍵（key）。標志符是一個非負整數，每當一個IPC結構被創建然后又被銷毀后，標志符便會+1一直加到整數的最大整數數值，而后又從0開始重新計算。既然是為了多進程通信使用，那么多進程在使用XSI IPC的時候就需要使用一個名字來找到相應的IPC，然后才能對其進行讀寫（術語叫做多個進程在同一個IPC結構上匯聚），所以POSIX建議是無論何時創建一個IPC結構，都應指定一個鍵（key）與之關聯。一句話總結就是：標志符是XSI IPC的內部名稱，鍵（key）是XSI IPC的外部名稱。

使多個進程在XSI IPC上匯聚的方法大概有如下三種：

使用指定鍵IPC_PRIVATE來創建一個IPC結構，然后將返回的標志符保存到一個文件中，然后進程之間通過讀取這個文件中的標志符進行通信。使用公共的頭文件。這么做的缺點是多了IO操作。

將共同認同的鍵寫入到公共頭文件中。這么做的缺點這個鍵可能已經與一個IPCi結構關聯，這樣在使用這個鍵創建結構的時候就可能會出錯，然后必須刪除已有的IPC結構再重新創建。

認同一個文件路徑名和項目ID，然后使用ftok將這兩個參數轉換成一個鍵。這將是我們使用的方式。

XSI IPC結構有一個與之對應的權限結構，叫做ipc_perm，這個結構中定義了IPC結構的創建者、擁有者等。

多進程通信之一：命名管道。 在php中，創建一個管道的函數叫做posix_mkfifo()，管道創建完成后其實就是一個文件，然后就可以用任何與讀寫文件相關的函數對其進行操作了，代碼大概演示一下：

 0 ) {
  // 在父進程中
  // 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，等待回收子進程，避免僵尸進程
  pcntl_wait( $status );
}

運行結果如下：

多進程通信之二：消息隊列。這個怕是很多人都聽過，不過印象往往停留在kafka、rabbitmq之類的用于服務器解耦網絡消息隊列軟件上。消息隊列是消息的鏈接表（一種常見的數據結構），但是這種消息隊列存儲于系統內核中（不是用戶態），一般我們外部程序使用一個key來對消息隊列進行讀寫操作。在PHP中，是通過msg_*系列函數完成消息隊列操作的。

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

運行結果如下：

但是，值得大家繼續深入研究的是msg_send()和msg_receive()兩個函數，這兩個的每一個參數都是非常值得深入研究和嘗試的。篇幅問題，這里就不再詳細描述。

多進程通信之三：信號量與共享內存。共享內存是最快是進程間通信方式，因為n個進程之間并不需要數據復制，而是直接操控同一份數據。實際上信號量和共享內存是分不開的，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程間通信的方式，因為這是一種極易產生死鎖的解決方案。共享內存顧名思義，就是一坨內存中的區域，可以讓多個進程進行讀寫。這里最大的問題就在于數據同步的問題，比如一個在更改數據的時候，另一個進程不可以讀，不然就會產生問題。所以為了解決這個問題才引入了信號量，信號量是一個計數器，是配合共享內存使用的，一般情況下流程如下：

當前進程獲取將使用的共享內存的信號量

如果信號量大于0，那么就表示這塊兒共享資源可以使用，然后進程將信號量減1

如果信號量為0，則進程進入休眠狀態一直到信號量大于0，進程喚醒開始從1

一個進程不再使用當前共享資源情況下，就會將信號量減1。這個地方，信號量的檢測并且減1是原子性的，也就說兩個操作必須一起成功，這是由系統內核來實現的。

在php中，信號量和共享內存先后一共也就這幾個函數：

其中，sem_是信號量相關函數，shm_是共享內存相關函數。

 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個子進程都執行完畢了
sleep( 2 );
echo "最終結果".shm_get_var( $shm_id, SHM_VAR ).PHP_EOL;
// 記得刪除共享內存數據，刪除共享內存是有順序的，先remove后detach，順序反過來php可能會報錯
shm_remove( $shm_id );
shm_detach( $shm_id );

運行結果如下：

確切說，如果不用sem的話，上述的運行結果在一定概率下就會產生1而不是2。但是只要加入sem，那就一定保證100%是2，絕對不會出現其他數值。

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