php进程通信之信号量的用途是什么

常见进程通信方式

一些理论基础

  • 临界资源:每次仅允许一个进程访问的资源。

  • 临界区:每个进程中访问临界资源的那段代码叫临界区

所谓临界区(也称为临界段)就是访问和操作共享数据的代码段。

进程互斥:两个或以上的进程不能同时进入关于同一组共享变量的临界区域,即一个进程正在访问临界资源,另一个进程要想访问必须等待。

进程同步:主要研究如何确定数个进程之间的执行顺序和避免数据竞争的问题 即,如何让多个进程能一块很好的协作运行

所谓同步,就是并发进程/线程在一些关键点上可能需要互相等待与互通消息,这种相互制约的等待与互通信息称为进程/线程同步。

举个生活的同步例子,你肚子饿了想要吃饭,你叫妈妈早点做菜,妈妈听到后就开始做菜,但是在妈妈没有做完饭之前,你必须阻塞等待,等妈妈做完饭后,自然会通知你,接着你吃饭的事情就可以进行了。

注意,同步与互斥是两种不同的概念:

同步就好比:「操作 A 应在操作 B 之前执行」,「操作 C 必须在操作 A 和操作 B 都完成之后才能执行」等;

互斥就好比:「操作 A 和操作 B 不能在同一时刻执行」;

system V 信号量

信号量用途:主要用于多进程或多线程对公共资源对象的访问控制。 用来解决多进程(多线程同步的问题),类似于一把锁,访问前获取锁(获取不到则等待),访问后释放锁。

多进程/多线程一般是并发执行,如果对公共资源访问没有做同步处理,很容易造成数据破坏

信号量其实是一个整型的计数器,主要用于实现进程间的互斥与同步,而不是用于缓存进程间通信的数据。

信号量表示资源的数量,控制信号量的方式有两种原子操作:

一个是 P 操作,这个操作会把信号量减去 -1,相减后如果信号量 < 0,则表明资源已被占用,进程需阻塞等待;相减后如果信号量 >= 0,则表明还有资源可使用,进程可正常继续执行。

另一个是 V 操作,这个操作会把信号量加上 1,相加后如果信号量 <= 0,则表明当前有阻塞中的进程,于是会将该进程唤醒运行;相加后如果信号量 > 0,则表明当前没有阻塞中的进程;

P 操作是用在进入共享资源之前,V 操作是用在离开共享资源之后,这两个操作是必须成对出现的。

举个类比,2 个资源的信号量,相当于 2 条火车轨道,PV 操作如下图过程:

php进程通信之信号量的用途是什么

一辆火车进入轨道,相当于信号量的P操作,资源-1,这样就剩下一条轨道

php进程通信之信号量的用途是什么

接着又一辆火车占用另一条轨道,也就是P操作,资源-1

php进程通信之信号量的用途是什么

此时交通信号灯变为红色,因为没有轨道可用,第三辆火车必须等待

php进程通信之信号量的用途是什么

第一辆火车离开轨道,相当于V操作,此时轨道资源为1,交通灯变为绿灯

php进程通信之信号量的用途是什么

第三辆火车发现交通信号灯变绿,于是进入火车轨道,轨道资源耗尽为0,于是交通信号灯变为红灯

php进程通信之信号量的用途是什么

在这个火车轨道系统中,轨道是公共资源,每辆火车好比一个线程,交通信号灯起的就是信号量的作用。信号量可以实现锁的互斥操作,也可以实现进程/线程同步

信号量类型

1)二进制信号量(也叫二值信号量)

此时信号量的初值只能是0和1。(二进制信号量可以实现互斥锁操作)

2)一般/计数信号量

此时信号量的初值可以是任意非负数。显然,其包含二进制信号量。上面举的火车轨道例子就可以使用计数信号量来实现,一般计数信号量与锁的区别是它可以允许多个线程/进程(线程的数量由计数信号量初值定义) 同时操作公共资源

一般只有在开发多进程的时候才可能遇到需要使用信号量的场景,phper 几乎很少有使用信号量的场景,就算有多进程对公共资源操作,大多也是使用 flock 文件锁做互斥操作

php模拟多进程操作公共资源

<?php$file = "num.txt";//定一个空文件$count =0;file_put_contents($file,$count);$pid = pcntl_fork();//fork 一个进程if($pid == 0){//子进程执行逻辑    $x = (int)file_get_contents($file);//读取文件内容    //i 循环累加    for($i=0; $i<1000; $i++){        $x = $x + 1;    }    //写入文件    file_put_contents($file,$x);    //子进程退出    exit(0);}//父进程执行逻辑$x = (int)file_get_contents($file);for($i=0; $i<1000; $i++){    $x = $x+1;}//累加写入file_put_contents($file,$x);

在编写一个shell 脚本辅助

#!/bin/bashfor a in {1..1000}do    (php demo1.php)    b=`cat num.txt`    if [ $b != 2000 ]    then        echo -e "错误$b"    fidone

按理来说,变量 $x 最后写入文件的值应该是2000,但很不幸,并不是如此,我们对上面的脚本执行一下:

php进程通信之信号量的用途是什么

运行了1000次,发现出现了变量$x值结果是 1000 的有8次,虽然发生错误的概率比较小,但是在计算机里是不能容忍的。

为什么会出现这种情况,我们知道单核cpu系统里为了实现多个程序同时运行的假象,操作系统通常都采用时间片调度,一个进程时间片用完就切换下一个进程运行,加上我们的高级语言不是每一行代码都是原子性的,比如x = (int)file_get_contents($file) 这行代码对于我们来说是不可分割是原子性的,但是经过编译器编译成汇编码【机器指令】可能是多条指令实现,这样就会出现问题,如果指令只执行到一半进程分配的时间片用完或者被其他进程打断,都有可能造成数据损坏,导致最后计算结果出现误差

使用php封装system v 信号量集函数

<?php$file = "num.txt";//定一个空文件$count =0;$key = ftok("demo1.php","x");$sem_id = sem_get($key,1);// 第二个参数是个整数,表示设置信号量集,设置为1 把它当做二值信号量来用,用于互斥file_put_contents($file,$count);$pid = pcntl_fork();//fork 一个进程if($pid == 0){//子进程执行逻辑sem_acquire($sem_id); // P -1 操作 获取一个信号量 , 如果为0表示资源被占用进程挂起等待信号量释放    $x = (int)file_get_contents($file);//读取文件内容    //i 循环累加    for($i=0; $i<1000; $i++){        $x = $x + 1;    }    //写入文件    file_put_contents($file,$x);       sem_release($sem_id); //V +1 操作 释放信号量    //子进程退出    exit(0);}//父进程执行逻辑sem_acquire($sem_id); // P -1 操作  获取信号量, 如果为0表示资源被占用进程挂起等待信号量释放$x = (int)file_get_contents($file);for($i=0; $i<1000; $i++){    $x = $x+1;}//累加写入file_put_contents($file,$x);sem_release($sem_id); //V +1 操作 释放信号量

加入信号量后,那就一定保证100%是2000,绝对不会出现其他数值。

感谢各位的阅读,以上就是“php进程通信之信号量的用途是什么”的内容了,经过本文的学习后,相信大家对php进程通信之信号量的用途是什么这一问题有了更深刻的体会,具体使用情况还需要大家实践验证。这里是亿速云,小编将为大家推送更多相关知识点的文章,欢迎关注!

文章标题:php进程通信之信号量的用途是什么,发布者:亿速云,转载请注明出处:https://worktile.com/kb/p/22479

(0)
打赏 微信扫一扫 微信扫一扫 支付宝扫一扫 支付宝扫一扫
上一篇 2022年9月2日 下午4:40
下一篇 2022年9月2日 下午10:00

相关推荐

  • 电脑黑白打印机能不能扫描出彩色

    黑白打印机能扫描出彩色的吗 答:黑白打印机能扫描出彩色的。 1、如果你的黑白打印机带有扫描功能,那就可以扫描彩色。 2、因为扫描和打印是分开的,不能打印彩色与扫描彩色没有关系。 3、如果我们想要扫描彩色内容的话,可以先连接打印机,打开它。 4、打开后,在“打印与扫描”下选择“扫描文档或照片” 5、然…

    2022年9月24日
    15000
  • windows谷歌浏览器控件怎么添加

    谷歌浏览器添加控件的方法: 1、首先打开谷歌浏览器点击“自定义及控制”。 2、随后点击“更多工具”打开“扩展程序”。 3、进入已经安装了的插件页面。 4、随后点击左上角的“扩展程序”。 5、之后打开谷歌网上应用店搜索“Tencent”。 6、将需要的程序添加到扩展程序即可。 读到这里,这篇“wind…

    2022年9月8日
    7200
  • 【缺陷周话】第31期:错误的内存释放

    1、错误的内存释放方法 C语言中常见的内存申请函数包括malloc()、 realloc()、 calloc(),它们虽然功能不同,但都对应同一个内存释放函数 free(),C++中对内存的申请和释放采用new/delete、new []/delete[] 方式。不管是 C 语言还是 C++ 语言,…

    2022年9月20日
    4500
  • imazing下载应用出错如何解决

    imazing下载应用出错解决方法 1、下载应用出错,有可能是imazing软件问题,可以在本站下载一个imazing进行尝试。 2、还可能是因为需要下载的软件问题,例如需要下载的软件依旧下架就无法正常下载了。 3、也可能是因为我们没有使用正确的应用下载方法,或者没有在App Store中获取过,下…

    2022年9月15日
    10700
  • 如何使用exp进行SQL报错注入

    0x01 前言概述 小编又在MySQL中发现了一个Double型数据溢出。当我们拿到MySQL里的函数时,小编比较感兴趣的是其中的数学函数,它们也应该包含一些数据类型来保存数值。所以小编就跑去测试看哪些函数会出现溢出错误。然后小编发现,当传递一个大于709的值时,函数exp()就会引起一个溢出错误。…

    2022年9月6日
    14900
  • windows trustedinstaller.exe占用内存如何解决

    第一种解决方法:硬件上解决 在硬件上解决,增加内存条,如2G内存升级到4G或者8G等容量。一般提示内存不足,在非病毒或者木马的情况下说明你的电脑硬件不足,在资金充足的情况下可以新增内存条。 第二种解决方法:等系统更新完成(在空闲时更新) 在不想投入硬件的情况下,我们又想更新完成,怎么办呢?只有等,等…

    2022年9月2日
    8200
  • javascript数值型只有一种吗

    javascript数值型只有一种:浮点类型。JavaScript内部存储数字都是按64位浮点类型存储的,所以在JavaScript中实际上是没有整数类型的。按照JavaScript中的数字格式能够表示的整数范围为“[-2^53 ~ 2^53]”,包含边界值;但需要注意的是,数组索引、位操作符等使用…

    2022年9月24日
    3600
  • mobilefile文件夹的路径怎么更改

    mobilefile是QQ软件的临时文件夹;该文件夹删除之后,再登录QQ还会再次生成该文件夹,可以在QQ的“文件管理”中找到“默认把接收到的文件保存到此文件夹中”更改目录来设置该文件夹的路径。 本教程操作环境:windows10系统、DELL G3电脑。 mobilefile是什么文件夹 Mobil…

    2022年9月8日
    7200
  • MySQL存储过程的参数如何使用

    MySQL存储过程的参数 MySQL存储过程的参数共有三种: IN OUT INOUT 输入参数 输入参数(IN):在调用存储过程中传递数据给存储过程的参数(在调用的存储过程必须具有实际值的变量 或者 字面值) 细节注意:下面的存储过程创建会报错,他的类型以及类型长度需要和创建表字段的类型和类型长度…

    2022年8月31日
    5900
  • 用于黑客渗透测试的Linux工具有哪些

    用于黑客渗透测试的 Kali Linux 工具 Kali Linux 预装了几种类型的工具。如果你发现有的工具没有安装,只需下载并进行设置即可。这很简单。 1、Nmap Nmap Nmap (即 “ 网络映射器(Network Mapper)”)是 Kali Linux 上很受欢迎的信息收集工具之一…

    2022年9月1日
    12400
联系我们
关注微信
关注微信
分享本页
返回顶部
PingCode 比 Jira 更好用的研发管理工具。免费试用