Verstehen Sie kurz das Semaphor der PHP-Prozesskommunikation

Dieser Artikel vermittelt Ihnen relevantes Wissen über PHP. Es wird verwendet, um den Prozess zu lösen (Thread-Synchronisationsproblem). Warten Sie) und geben Sie die Sperre nach dem Zugriff frei. Der Artikel stellt es anhand des Beispielcodes ausführlich vor.

(Empfohlenes Tutorial: PHP-Video-Tutorial)

Gemeinsame Prozesskommunikationsmethoden

Einige theoretische Grundlagen

• Kritische Ressourcen: Ressourcen, auf die jeweils nur ein Prozess zugreifen darf.
• Kritischer Abschnitt: Der Codeabschnitt in jedem Prozess, der auf kritische Ressourcen zugreift, wird als kritischer Abschnitt bezeichnet.

Der sogenannte kritische Abschnitt (auch kritischer Abschnitt genannt) ist der Codeabschnitt, der auf gemeinsam genutzte Daten zugreift und diese verarbeitet.

Gegenseitiger Prozessausschluss: Zwei oder mehr Prozesse können nicht gleichzeitig in den kritischen Bereich auf demselben Satz gemeinsam genutzter Variablen gelangen, d. h. ein Prozess greift auf kritische Ressourcen zu und der andere Prozess muss warten, bevor er darauf zugreift.

Prozesssynchronisation: Es wird hauptsächlich untersucht, wie die Ausführungsreihenfolge zwischen mehreren Prozessen bestimmt und Datenkonkurrenzprobleme vermieden werden können, d Schlüsselsituationen müssen möglicherweise aufeinander warten und Nachrichten austauschen. Dieses gegenseitig eingeschränkte Warten und der Austausch von Informationen wird als Prozess-/Thread-Synchronisation bezeichnet.

Um ein Beispiel für Synchronisation im Leben zu nennen: Du hast Hunger und möchtest früh essen. Wenn deine Mutter es hört, fängt sie an zu kochen, aber bevor deine Mutter mit dem Kochen fertig ist, musst du abwarten Wenn Sie mit dem Essen fertig sind, werden Sie selbstverständlich benachrichtigt und können dann mit dem Essen fortfahren.

Beachten Sie, dass Synchronisation und gegenseitiger Ausschluss zwei verschiedene Konzepte sind:

Synchronisation ist wie folgt: „Operation A sollte vor Operation B ausgeführt werden“, „Operation C muss ausgeführt werden, nachdem sowohl Operation A als auch Operation B abgeschlossen sind“ usw.;

Gegenseitiger Ausschluss ist wie folgt: „Operation A und Operation B können nicht gleichzeitig ausgeführt werden“; Wird verwendet, um das Problem der Multiprozess-Synchronisation (Multithread-Synchronisation) zu lösen. Ähnlich wie bei einer Sperre wird die Sperre vor dem Zugriff erworben (wartet, wenn nicht erworben) und die Sperre nach dem Zugriff freigegeben.

Mehrere Prozesse/Multithreads werden im Allgemeinen gleichzeitig ausgeführt. Wenn der Zugriff auf öffentliche Ressourcen nicht synchronisiert ist, kann es leicht zu Datenbeschädigungen kommen.

Das Semaphor ist eigentlich ein Ganzzahlzähler, der hauptsächlich zum gegenseitigen Ausschluss und zur Synchronisierung zwischen Prozessen verwendet wird Zwischenspeichern von Daten für die Kommunikation zwischen Prozessen.

Das Semaphor stellt die Anzahl der Ressourcen dar. Es gibt zwei atomare Operationen zur Steuerung des Semaphors:

Diese Operation subtrahiert -1 vom Semaphor Die Ressource wurde belegt und der Prozess muss blockiert und gewartet werden. Wenn das Semaphor nach der Subtraktion >= 0 ist, bedeutet dies, dass noch Ressourcen verfügbar sind und der Prozess normal weiter ausgeführt werden kann.

Die andere Operation ist die V-Operation. Wenn die Semaphore nach der Addition 1 ist, bedeutet dies, dass derzeit ein blockierter Prozess vorliegt Wenn das Semaphor > 0 ist, bedeutet dies, dass derzeit kein blockierter Prozess vorhanden ist. Vor dem Betreten der gemeinsam genutzten Ressource wird die V-Operation verwendet. Diese beiden Operationen müssen angezeigt werden paarweise.

Zum Beispiel entspricht der Semaphor von 2 Ressourcen 2 Bahngleisen. Der PV-Betriebsprozess ist wie folgt:

Ein Zug fährt in das Gleis ein, was dem P-Betrieb des Semaphors und der Ressource entspricht ist -1, also ist nur noch ein Gleis übrig verfügbar, der dritte Zug muss warten

Der erste Zug verlässt das Gleis, was dem V-Betrieb entspricht. Zu diesem Zeitpunkt ist die Gleisressource 1 und die Ampel wird grün

Der dritte Zug findet dass die Ampel auf Grün schaltet, also auf die Bahnstrecke fährt, die Gleisressourcen auf 0 erschöpft sind, also schaltet die Ampel auf Rot

In diesem Bahngleissystem ist das Gleis eine öffentliche Ressource, jeder Zug ist wie ein Faden und die Ampel spielt die Rolle eines Semaphors. Das Semaphor kann die gegenseitige Ausschlussoperation der Sperre und auch die Prozess-/Thread-Synchronisation realisieren nur 0 und 1 sein. (Binärer Semaphor kann Mutex-Sperrvorgang implementieren)

2) Allgemeiner/zählender Semaphor

Zu diesem Zeitpunkt kann der Anfangswert des Semaphors eine beliebige nicht negative Zahl sein. Offensichtlich enthält es ein binäres Semaphor. Das oben erwähnte Bahngleisbeispiel kann mithilfe eines Zählsemaphors implementiert werden. Im Allgemeinen besteht der Unterschied zwischen einem Zählsemaphor und einer Sperre darin, dass mehrere Threads/Prozesse möglich sind (die Anzahl der Threads wird durch den Anfangswert des Zählsemaphors definiert). Betreiben Sie öffentliche Ressourcen gleichzeitig.

Im Allgemeinen können Sie auf Szenarien stoßen, in denen Sie Semaphoren nur bei der Entwicklung mehrerer Prozesse verwenden müssen. Es gibt fast keine Szenarien, in denen Semaphoren in PHP verwendet werden, selbst wenn mehrere Prozesse auf öffentlichen Ressourcen ausgeführt werden. Flock-Dateisperren werden hauptsächlich für gegenseitige Ausschlussoperationen verwendet.

PHP simuliert den Multiprozessbetrieb öffentlicher Ressourcen x sollte 2000 sein, ist es aber leider nicht. Führen wir also das obige Skript aus:

Führen Sie es 1000 Mal aus und stellen Sie fest, dass der Wert der Variablen $x 8 Mal vorkam und das Ergebnis 1000 war. Obwohl die Da die Wahrscheinlichkeit eines Fehlers relativ gering ist, wird er in einem Computer nicht toleriert.

Warum passiert das? Um die Illusion zu erreichen, dass mehrere Programme gleichzeitig in einem Single-Core-CPU-System ausgeführt werden, verwendet das Betriebssystem normalerweise die Zeitscheibenplanung, wenn die Zeitscheibe eines Prozesses verwendet wird Nach oben wird der nächste Prozess ausgeführt. Plus: Nicht jede Codezeile in unserer Hochsprache ist atomar. Beispielsweise ist x = (int)file_get_contents($file)Code> Diese Codezeile ist für uns unteilbar, wird jedoch vom Compiler in Assemblercode [Maschinenanweisungen] kompiliert, was zu Problemen führt, wenn die Anweisungen nur bis zur Hälfte der Zeit ausgeführt werden Der vom Prozess zugewiesene Slice wird von anderen Prozessen aufgebraucht oder unterbrochen. Dies kann zu Datenschäden führen, was zu Fehlern im endgültigen Berechnungsergebnis führt. <h2></h2>Verwenden Sie PHP, um die System-v-Semaphor-Set-Funktion zu kapseln Es ist zu 100 % garantiert, dass es 2000 ist, und andere Werte werden niemals angezeigt. <p></p>(Empfohlenes Tutorial: <p>PHP-Video-Tutorial<code>$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：

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))

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonVerstehen Sie kurz das Semaphor der PHP-Prozesskommunikation. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!