共享内存和 PHP
PHP 拥有丰富的可用扩展,共享内存也一样。使用一些共享的函数,无需安装任何扩展,开发人员就能够轻松操作内存段。
回页首创建内存段
共享内存函数类似于文件操作函数,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 shmop_open 函数,它允许您打开一个现有的内存段或创建一个新内存段。此函数非常类似于经典的 fopen 函数,后者打开用于文件操作的流,返回一个资源供其他希望读取或写入该打开的流的函数使用。让我们看看清单 1 中的 shmop_open。
清单 1. shmop_open 函数
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
模式 “w”,它允许您访问可读写的内存段
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,如果该内存段已存在,则会失败
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。在写入一个内存段之前,您必须在它之上分配适当的字节数。
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。
回页首向内存段写入数据
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,如清单 2 所示。
清单 2. 使用 shmop_write 向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。
回页首从内存段读取数据
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。参见清单 3,读取一个 PHP 文件的内容。
清单 3. 使用 shmop_read 读取一个文件的内容
读取共享内存段的内容的过程与此类似,如清单 4 所示:
清单 4. 读取共享内存段的内容
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。
幸运的是,当使用共享内存段时,shmop_size 函数返回一个内存段的大小(以字节为单位),类似于 filesize 函数。参见清单 5。
清单 5. shmop_size 函数返回内存段大小,以字节为单位
回页首删除内存段
我们学习了如何打开、写入和读取共享内存段。要完成我们的 CRUD 类,我们还需要学习如何删除内存段。该任务可使用shmop_delete 函数轻松完成,该函数仅接受一个参数:我们希望删除的共享内存 ID。
清单 6. shmop_delete 标记要删除的内存段
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。
回页首关闭内存段
打开一个共享内存段会 “附加” 到它。附加该内存段之后,我们可在其中进行读取和写入,但完成操作后,我们必须从它解除。这使用清单 7 中的 shmop_close 函数来完成。
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。
清单 7. 使用 shmop_close 与一个内存段分开
回页首使用共享内存作为一个存储选项
有了共享内存和共享内存段上基本 CRUD 操作的基本知识,是时候应用此知识了。我们可以使用共享内存作为一种独特的存储选项,提供快速读/写操作和进程互操作性等优势。对于 Web 应用程序,这意味着:
缓存存储(数据库查询、Web 服务数据、外部数据)
会话存储
应用程序之间的数据交换
在继续之前,我想介绍一个名为 SimpleSHM 小型库。SimpleSHM 是一个较小的抽象层,用于使用 PHP 操作共享内存,支持以一种面向对象的方式轻松操作内存段。在编写使用共享内存进行存储的小型应用程序时,这个库可帮助创建非常简洁的代码。要了解 SimpleSHM,请访问 GitHub 页面。
您可以使用 3 个方法进行处理:读、写和删除。从该类中简单地实例化一个对象,可以控制打开的共享内存段。清单 8 展示了基本用途。
清单 8. SimpleSHM 基本用途
write('Sample');echo $memory->read();?>
请注意,这里没有为该类传递一个 ID。如果没有传递 ID,它将随机选择一个编号并打开该编号的新内存段。我们可以以参数的形式传递一个编号,供构造函数打开现有的内存段,或者创建一个具有特定 ID 的内存段,如清单 9 所示。
清单 9. 打开一个特定的内存段
write('Sample');echo $new->read();?>
神奇的方法 __destructor 负责在该内存段上调用 shmop_close 来取消设置对象,以与该内存段分离。我们将这称为 “SimpleSHM 101”。现在让我们将此方法用于更高级的用途:使用共享内存作为存储。存储数据集需要序列化,因为数组或对象无法存储在内存中。尽管这里使用了 JSON 来序列化,但任何其他方法(比如 XML 或内置的 PHP 序列化功能)也已足够。清单 10 给出了一个示例。
清单 10. 使用共享内存作为存储
'John','password' => '123456','posts' => array('My name is John', 'My name is not John'));$data = json_encode($results);$memory = new SimpleSHM;$memory->write($data);$storedarray = json_decode($memory->read());print_r($storedarray);?>
我们成功地将一个数组序列化为一个 JSON 字符串,将它存储在共享内存块中,从中读取数据,去序列化 JSON 字符串,并显示存储的数组。这看起来很简单,但请想象一下这个代码片段带来的可能性。您可以使用它存储 Web 服务请求、数据库查询或者甚至模板引擎缓存的结果。在内存中读取和写入将带来比在磁盘中读取和写入更高的性能。
使用此存储技术不仅对缓存有用,也对应用程序之间的数据交换也有用,只要数据以两端都可读的格式存储。不要低估共享内存在 Web 应用程序中的力量。可采用许多不同的方式来巧妙地实现这种存储,惟一的限制是开发人员的创造力和技能。