php简单使用shmop函数创建共享内存减少服务器负载

在之前的一篇博客[了解一下共享内存的概念及优缺点]已经对共享内存的概念做了说明。下面就来简单使用共享内存（其实也可以用其他工具，比如redis）

PHP做内存共享有两套接口。一个是shm，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。另外一个是shmop，它是Linux和Windows通用的，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。我这里先用的是shmop。

要创建共享内存段需要使用函数shmop，那么前提需要开启扩展，可以参考[给PHP开启shmop扩展实现共享内存].

shmop主要函数

shmop_open （创建或打开共享内存块）、shmop_write （向共享内存块中写入数据）、shmop_read （从共享内存块中读取数据）、shmop_size （获取共享内存块的大小）、shmop_close （关闭共享内存块）、shmop_delete （删除共享内存块）

<?php
//创建一块共享内存
$shm_key = 0x4337b101;
$shm_id = @shmop_open($shm_key, 'c', 0644, 1024);
//读取并写入数据
$data = shmop_read($shm_id, 0, 1024);
shmop_write($shm_id, json_encode($data), 0);
$size = shmop_size($shm_id);  //获取内存中实际数据占用大小
//关闭内存块，并不会删除共享内存，只是清除 PHP 的资源
shmop_close($shm_id);

shmop_open(创建内存段)

该函数中出现的第一个事物是系统 ID 参数。这是标识系统中的共享内存段的数字。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：

模式 “a”，它允许您访问只读内存段，只读访问
模式 “w”，它允许您访问可读写的内存段，读写
模式 “c”，它创建一个新内存段，或者如果该内存段已存在，尝试打开它进行读写
模式 “n”，它创建一个新内存段，如果同样 key 的已存在，则会创建失败，这是为了安全使用共享内存考虑。
第三个参数是内存段的权限。您必须在这里提供一个八进制值。

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。。

请注意，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。

shmop_write(向内存段写入数据)

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。

第一个参数是 shmop_open 返回的 ID，它识别您操作的共享内存块。第二个参数是您希望存储的数据，最后的第三个参数是您希望开始写入的位置。默认情况下，我们始终使用 0 来表示开始写入的位置。请注意，此函数在失败时会返回 FALSE，在成功时会返回写入的字节数。

shmop_read(从内存段读取数据)

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。

请留意这里的参数。shmop_read 函数将接受 shmop_open 返回的 ID，我们已知道它，不过它还接受另外两个参数。第二个参数是您希望从内存段读取的位置，而第三个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。

shmop_size（返回内存段数据实际大小）

比如，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.

shmop_delete（删除内存段）

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。

shmop_close(关闭内存段)

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。

简单测试结果查看

我是在LNMP环境下操作的，如果你也和我一样，在执行完简单的操作之后，可以使用linux命令查看一下地址和占用大小

# 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。

项目实际应用小案例

<?php
/**
 * 将领技能
 */
class Generalskill_model extends CI_Model {
  
  private $_memory_key = 0x4337b001;   //共享内存地址key
  private $_memory_size = 1048576;     //开辟共享内存大小  //最好根据实际数据长度大小定义。

  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;
    }
    $data = json_decode(preg_replace('/[\x00-\x1F\x80-\x9F]/u', '', trim(shmop_read($shmid, 0, $this->_memory_size))), true);
    @shmop_close($shmid);
    return $data;    
  
  }

  public function return_skill_list() {   //这里是一个超大的数组，其实就是把这个数组json化，然后存入共享内存段。  其实可以用redis等其他缓存...这里我就是为了不用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',
  ),..........................................

当然你要考虑的是，如果数据更新的话，那么内存段也要删除，并且更新数据......................通过shmop_delete可以删除 。这就需要你们自己根据项目应用来考虑了

还有就是我这里只是为了简单的读，并没有出现复杂的读写，否则可能会出现进程互斥等意想不到的冲突~如果复杂，那么就可以考虑信号量了~

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