使用场景
监控汇总
目前正在用的一个场景，针对某一台机器上的错误进行汇总并报警，咱们把一分钟以内的相同报警合并成一条，用共享内存来暂存，很是实用且高效。
PHP SESSION
若是你是单机的服务，且又启用了session，那么能够把session换成共享内存的来存储，会比文件要快上很多，这里还要强调是单机，这是最大的软肋，但就功能上来说没有memcache方便。
什么是共享内存
共享内存是一种在同一台机器的不一样进程（应用程序）之间交换数据的方式。一个进程可建立一个可供其余进程访问的内存段，并赋予它相应的权限。每一个内存段拥有一个唯一的ID，咱们一般称之为shmid，这个ID指向一个物理内存区域，其余进程可经过此ID来操做这块内存, 包扩读取、写入以及删除。
共享内存的使用是一种在进程之间交换数据的快速方法，主要由于在建立内存段以后传递数据，不会涉及内核。这种方法经常称为进程间通讯 (IPC)。其余 IPC 方法包括管道、消息队列、RPC 和套接字。
PHP 中几种常见的共享内存使用方式
APC 能够缓存 PHP 的 opcode 提升应用的性能，能够在同个 PHP-FPM 进程池的进程间共享数据，经常使用功能以下:
- apc_store
- apc_fetch
- apc_add
- apc_delete
- apcinc apcdec
- apc_cas
- apcclearcache
- apcsmainfo
Shmop Unix 系统共享内存使用接口经常使用功能:
- shmop_open
- shmop_close
- shmop_read
- shmop_write
- shmop_delete
ipcs -m 查看本机共享内存的状态和统计。
ipcrm -m shmid 或 ipcrm -M shmkey 清除共享内存中的数据。
SystemV Shm经常使用功能:
- ftok
- shm_attach
- shm_detach
- shmputvar
- shmgetvar
- shmremovevar
使用共享内存须要考虑操做的原子性和锁、并行和互斥。
sem 信号量相关函数：
* semget * semremove * semacquire * semrelease
PHP 提供的 IPC 机制。
- --enable-shmop 共享内存，只能按字节操做
- --enable-sysvsem 信号量
- --enable-sysvshm 共享内存，和 shmop 的差异是提供的操做函数不一样，支持 key、value操做
- --enable-sysvmsg 消息队列
本文主讲
如何使用 PHP shmop 建立和操做共享内存段，使用它们存储可供其余应用程序使用的数据。
1. 建立内存段
共享内存函数相似于文件操做函数，但无需处理一个流，您将处理一个共享内存访问 ID。第一个示例就是 shmopopen 函数，它容许您打开一个现有的内存段或建立一个新内存段。此函数很是相似于经典的 fopen 函数，后者打开用于文件操做的流，返回一个资源供其余但愿读取或写入该打开的流的函数使用。让咱们看看 shmopopen的用法：
<?php $key = ftok(__FILE__, 'h'); $mode = 'c'; $permissions = 0644; $size = 1024; $shmid = shmop_open($key, $mode, $permissions, $size); ?>
第一个参数（$key）：
系统创建IPC通信 （消息队列、信号量和共享内存） 时必须指定一个key值。一般状况下，该key值经过ftok函数获得, * *key是一个咱们逻辑上表示共享内存段的标识。不一样进程只要选择同一个Key值就能够共享同一段存储段。
第二个参数（$mode）：
访问模式，它相似于fopen的访问模式，有如下几种
- 模式 “a”，它容许您访问只读内存段
- 模式 “w”，它容许您访问可读写的内存段
- 模式 “c”，它建立一个新内存段，或者若是该内存段已存在，尝试打开它进行读写 *模式 “n”，它建立一个新内存段，若是该内存段已存在，则会失败，返回 false，并伴随有warning: unable to attach or create shared memory segment
第三个参数（$permissions）:
内存段的权限。您必须在这里提供一个八进制值，它相似于UNIX操做系统文件和目录的操做权限。
第四个参数（$size）：
内存段大小，以字节为单位。在写入一个内存段以前，您必须在它之上分配适当的字节数。
返回结果：
此函数返回一个 ID 编号，其余函数可以使用该 ID 编号操做该共享内存段。这个 ID 是共享内存访问 ID，与系统 ID 不一样，它以参数的形式传递。请注意不要混淆这二者。若是失败，shmop_open 将返回 FALSE。
shmop_open成功后，使用ipcs -m, 能够查看到刚刚建立的内存段，注意 申请的内存段有严格的权限，好比用root用户申请的，普通用户就无权访问
2. 向内存段写入数据
使用 shmop_write 函数向共享内存块写入数据。此函数的使用很简单，它仅接受 3 个参数，以下所示。
<?php //这里shmid能够延用上一段代码返回的shmid $shmid = shmop_open(ftok(__FILE__,'h'), 'c', 0644, 1024); shmop_write($shmid, "Hello World!", 0); ?>
这个函数相似于 fwrite 函数， 在这里有三个参数。 * 第一个参数（shmid）：是shmopopen返回的ID，它识别您操做的共享内存块。∗第二个参数（shmid）：是shmopopen返回的ID，它识别您操做的共享内存块。∗第二个参数（data）：是您但愿存储的数据。 * 第三个参数（$offset）：是您但愿开始写入的位置。默认状况下，咱们始终使用 0 来表示开始写入的位置。
返回结果：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. 从内存段读取数据
从共享内存段读取数据很简单。您只须要一个打开的内存段和 shmop_read 函数，它接受三个参数，以下所示：
<?php $shmid = shmop_open(ftok(\__FILE_\_,'h'), 'c', 0644, 1024); shmop_write($shmid, "Hello World\!", 0); var_dump(shmop_read($shmid, 0, 11)); ?>
- 第一个参数（$shmid）：是 shmop_open 返回的 ID，它识别您操做的共享内存块。
- 第二个参数（$start）：是您但愿从内存段读取的位置，这个参数能够始终为0， 表示数据的开头
- 第三个参数（count）：是您希望读取的字节数。一般情况下我们用shmopsize(count）：是您但愿读取的字节数。通常状况下咱们用shmopsize(shmid)，以便完整的读取它。
4. 删除内存段
shmop_delete 该函数只接收一个参数，以下所示：
<?php $shmid = shmop_open(ftok(\__FILE_\_,'h'), 'c', 0644, 1024); shmop_delete($shmid); ?>
其实这个函数不会实际删除该内存段。它将该内存段标记为删除状态，由于共享内存段在有其余进程正在使用它时没法被删除。shmop_delete 函数将该内存段标记为删除，阻止任何其余进程打开它。要删除它，咱们须要关闭该内存段。
5. 关闭内存段
打开一个共享内存段会 “附加” 到它。附加该内存段以后，咱们可在其中进行读取和写入，但完成操做后，咱们必须从它解除。
<?php $shmid = shmop_open(ftok(\__FILE_\_,'h'), 'c', 0644, 1024); shmop_write($shmid, "Hello World\!", 0); shmop_delete($shmid); shmop_close($shmid); ?>
共享内存的原子操做 - 信号控制
针对共享内存的写操做自己不是原子性的，那么当咱们大量并发进行读写的时候，怎么保证原子性呢，这里要引入信号量进行控制。
PHP 也提供了内置扩展 sysvsem ，其实咱们在看sysvsem 提供的一系列sem*的方法的时候，就会想到，这和上面提到的shmop*有什么区别呢，咱们来看官房文档中的这一个解释：PHP already had a shared memory extension (sysvshm) written by Christian Cartus cartus@atrior.de, unfortunately this extension was designed with PHP only in mind and offers high level features which are extremely bothersome for basic SHM we had in mind.
也就是说：sysvshm 扩展提供的方法在存储以前对用户的数据进行serialize处理，这里就致使这个存储的数据是没法与其它语言共享的，这一系列方法是php only的方法。
引入信号控制以后的示例：
<?php
$key = ftok(_FILE_, 'h') $mode = "c";
$permissions = 0755;
$size = 1024; // 内存段的大小，单位是字节
$semid = sem_get($key); # 请求信号控制权
if (sem_acquire($semid)) {
$shmid = shmop_open($key, 'c', 0644, 1024); # 读取并写入数据
shmop_write($shmid, '13800138000', 0); # 关闭内存块
shmop_close($shmid); # 释放信号 sem_release($semid);
}
共享内存的操做是很是快的，在本地想要模拟实现写入冲突是很是困难的，可是本地想模拟实现写入冲突其实是很是难的（考虑到计算机的执行速度）。在本地测试中，使用 for 循环操做时若是不使用shmop_close 关闭资源会出现没法打开共享内存的错误警告。这应该是由于正在共享内存被上一次操做占用中尚未释放致使。
共享内存,memcache,文件的读写速度对比。
如下是同时读写1k的数据读写100000次的时间对比：
| 读(s) | 写(s) | |
| memcache | 7.8 | 8.11 |
| file | 2.6 | 3.2 |
| shm | 0.1 | 0.07 |
<?php
//$key = ftok(_FILE_, 'h'); //$key = ftok('/tmp/', 'h'); $key = 0xff4; $permissions = 0755; $size = 1024; // 内存段的大小，单位是字节 $semid = sem_get($key); # 请求信号控制权 if (sem_acquire($semid)) { $content = file_get_contents(__FILE__); $shmid = shmop_open($key, 'c', 0644, strlen($content)); # 读取并写入数据 shmop_write($shmid, $content, 0); # 关闭内存块 shmop_close($shmid); # 释放信号 sem_release($semid); }
<?php /** * @param $fn */ function profile(callable $fn) { $t = microtime(1); $i = 0; while ($i < 999) { $fn(); ++$i; } var_dump('takes ', microtime(1) - $t); } $fnIO = function (){ file_get_contents(__DIR__."/chmop_create.php"); }; $fn = function (){ //$key = ftok('chmop', 'h'); //$key = ftok('/tmp/', 'h'); $key = 0xff4; $permissions = 0755; $size = 1024; // 内存段的大小，单位是字节 $semid = sem_get($key); # 请求信号控制权 if (sem_acquire($semid)) { $shmid = shmop_open($key, 'a', 0644, 1024); # 读取并写入数据 $out = shmop_read($shmid, 0, shmop_size($shmid)); # 关闭内存块 // var_dump($out); // echo $out; shmop_close($shmid); # 释放信号 sem_release($semid); } }; profile($fn); profile($fnIO);
这是Mac Pro 2014上的结果：
这是ali ECS的结果 ：
可见，现代磁盘优化比我们老观念中的性能要好些了~
但利用内存依然是个不错的玩法~