最近看了《理解Linux進程》這本開源書，鏈接。該書描述了linux中的進程概念，對鎖和進程間通信(IPC)有一些總結。不過該書的描述語言是golang, 平時用的比較少，就想對應概念找找php中的接口。

文件鎖

全名叫advisory file lock, 書中有提及。 這類鎖比較常見，例如 mysql, php-fpm 啟動之后都會有一個pid文件記錄了進程id，這個文件就是文件鎖。

這個鎖可以防止重復運行一個進程，例如在使用crontab時，限定每一分鐘執行一個任務，但這個進程運行時間可能超過一分鐘，如果不用進程鎖解決沖突的話兩個進程一起執行就會有問題。

使用PID文件鎖還有一個好處，方便進程向自己發停止或者重啟信號。例如重啟php-fpm的命令為

kill -USR2 `cat /usr/local/php/var/run/php-fpm.pid`

發送USR2信號給pid文件記錄的進程，信號屬于進程通信，會另開一個篇幅。

php的接口為flock，文檔比較詳細。先看一下定義，bool flock ( resource $handle , int $operation [, int &$wouldblock ] ).

$handle是文件系統指針，是典型地由 fopen() 創建的 resource(資源)。這就意味著使用flock必須打開一個文件。

$operation是操作類型。

&$wouldblock如果鎖是阻塞的，那么這個變量會設為1.

需要注意的是，這個函數默認是阻塞的，如果想非阻塞可以在 operation 加一個 bitmaskLOCK_NB. 接下來測試一下。

$pid_file = '/tmp/process.pid';$pid = posix_getpid();$fp = fopen($pid_file, ’w+’);if(flock($fp, LOCK_EX | LOCK_NB)){ echo 'got the lock n'; ftruncate($fp, 0); // truncate file fwrite($fp, $pid); fflush($fp); // flush output before releasing the lock sleep(300); // long running process flock($fp, LOCK_UN); // 釋放鎖定} else { echo 'Cannot get pid lock. The process is already up n';}fclose($fp);

保存為process.php，運行php process.php &, 此時再次運行php process.php，就可以看到錯誤提示。flock也有共享鎖，LOCK_SH.

互斥鎖和讀寫鎖sync模塊中的Mutex

Mutex是一個組合詞，mutual exclusion。用pecl安裝一下sync模塊,pecl install sync。 文檔中的SyncMutex只有兩個方法，lock 和 unlock， 我們就直接上代碼測試吧。沒有用IDE寫，所以cs異常丑陋，請無視。

$mutex = new SyncMutex('UniqueName');for($i=0; $i<2; $i++){ $pid = pcntl_fork(); if($pid <0){die('fork failed'); }elseif ($pid>0){echo 'parent process n'; }else{echo 'child process {$i} is born. n';obtainLock($mutex, $i); }}while (pcntl_waitpid(0, $status) != -1) { $status = pcntl_wexitstatus($status); echo 'Child $status completedn'; }function obtainLock ($mutex, $i){ echo 'process {$i} is getting the mutex n'; $res = $mutex->lock(200); sleep(1); if (!$res){echo 'process {$i} unable to lock mutex. n'; }else{echo 'process {$i} successfully got the mutex n';$mutex->unlock(); } exit();}

保存為mutex.php, runphp mutex.php, output is

parent process parent process child process 1 is born. process 1 is getting the mutex child process 0 is born. process 0 is getting the mutex process 1 successfully got the mutex Child 0 completedprocess 0 unable to lock mutex. Child 0 completed

這里子進程0和1不一定誰在前面。但是總有一個得不到鎖。這里SyncMutex::lock(int $millisecond)的參數是 millisecond, 代表阻塞的時長， -1 為無限阻塞。

sync模塊中的讀寫鎖

SyncReaderWriter的方法類似，readlock,readunlock,writelock,writeunlock,成對出現即可，沒有寫測試代碼，應該和Mutex的代碼一致，把鎖替換一下就可以。

sync模塊中的Event

感覺和golang中的Cond比較像，wait()阻塞，fire()喚醒Event阻塞的一個進程。有一篇好文介紹了Cond, 可以看出Cond就是鎖的一種固定用法。SyncEvent也一樣。php文檔中的例子顯示，fire()方法貌似可以用在web應用中。

上測試代碼

for($i=0; $i<3; $i++){ $pid = pcntl_fork(); if($pid <0){die('fork failed'); }elseif ($pid>0){//echo 'parent process n'; }else{echo 'child process {$i} is born. n';switch ($i) {case 0: wait(); break;case 1: wait(); break;case 2: sleep(1); fire(); break;} }}while (pcntl_waitpid(0, $status) != -1) { $status = pcntl_wexitstatus($status); echo 'Child $status completedn'; }function wait(){ $event = new SyncEvent('UniqueName'); echo 'before waiting. n'; $event->wait(); echo 'after waiting. n'; exit();}function fire(){ $event = new SyncEvent('UniqueName'); $event->fire(); exit();}

這里故意少寫一個fire(), 所以程序會阻塞，證明了 fire() 一次只喚醒一個進程。

pthreads模塊

貌似也看到了Mutex, Cond, Pool. 沒來得及看，看完再補充。

信號量sync模塊中的信號量

SyncSemaphore文檔中顯示，它和Mutex的不同之處，在于Semaphore一次可以被多個進程(或線程)得到，而Mutex一次只能被一個得到。所以在SyncSemaphore的構造函數中，有一個參數指定信號量可以被多少進程得到。public SyncSemaphore::__construct ([ string $name [, integer $initialval [, bool $autounlock ]]] )就是這個$initialval(initial value)

$lock = new SyncSemaphore('UniqueName', 2);for($i=0; $i<2; $i++){ $pid = pcntl_fork(); if($pid <0){die('fork failed'); }elseif ($pid>0){echo 'parent process n'; }else{echo 'child process {$i} is born. n';obtainLock($lock, $i); }}while (pcntl_waitpid(0, $status) != -1) { $status = pcntl_wexitstatus($status); echo 'Child $status completedn'; }function obtainLock ($lock, $i){ echo 'process {$i} is getting the lock n'; $res = $lock->lock(200); sleep(1); if (!$res){echo 'process {$i} unable to lock lock. n'; }else{echo 'process {$i} successfully got the lock n';$lock->unlock(); } exit();}

這時候兩個進程都能得到鎖。

sysvsem模塊中的信號量

sem_get創建信號量

sem_remove刪除信號量（一般不用）

sem_acquire請求得到信號量

sem_release釋放信號量。和sem_acquire成對使用。

$key = ftok(’/tmp’, ’c’);$sem = sem_get($key);for($i=0; $i<2; $i++){ $pid = pcntl_fork(); if($pid <0){die('fork failed'); }elseif ($pid>0){//echo 'parent process n'; }else{echo 'child process {$i} is born. n';obtainLock($sem, $i); }}while (pcntl_waitpid(0, $status) != -1) { $status = pcntl_wexitstatus($status); echo 'Child $status completedn'; }sem_remove($sem); // finally remove the semfunction obtainLock ($sem, $i){ echo 'process {$i} is getting the sem n'; $res = sem_acquire($sem, true); sleep(1); if (!$res){echo 'process {$i} unable to get sem. n'; }else{echo 'process {$i} successfully got the sem n';sem_release($sem); } exit();}

這里有一個問題，sem_acquire()第二個參數$nowait默認為false，阻塞。我設為了true，如果得到鎖失敗，那么后面的sem_release會報警告PHP Warning: sem_release(): SysV semaphore 4 (key 0x63000081) is not currently acquired in /home/jason/sysvsem.php on line 33, 所以這里的release操作必須放在得到鎖的情況下執行，前面的幾個例子中沒有這個問題，沒得到鎖執行release也不會報錯。當然最好還是成對出現，確保得到鎖的情況下再release。

此外，ftok這個方法的參數有必要說明下，第一個 必須是existing, accessable的文件, 一般使用項目中的文件，第二個是單字符字符串。返回一個int。

輸出為

parent process parent process child process 1 is born. process 1 is getting the mutex child process 0 is born. process 0 is getting the mutex process 1 successfully got the mutex Child 0 completedprocess 0 unable to lock mutex. Child 0 completed

最后，如果文中有錯誤的地方，希望大神指出，幫助一下菜鳥進步，謝謝各位。