往往开启多进程的目的是为了一起干活加速效率，前面说了不同进程之间的内存空间都是相互隔离的，也就说进程A是无法读或写进程B中的任何数据内容的，反之亦然。但是，有些时候，多个进程之间必须要有相互通知的机制，用职场上的话来说就叫“及时沟通”。大家都在一起做同一件事情的不同部分，彼此之间“及时沟通”是很重要的。
于是进程间通信就诞生了，英文缩写IPC，全称InterProcess Communication。
常见的进程间通信方式有：管道（分无名和有名两种）、消息队列、信号量、共享内存和socket，最后一种方式今天不提，放到后面的php socket编程中去说，重点说前四种方式。
管道是*NIX上常见的一个东西，大家平时使用linux的时候也都在用，简单理解就是|，比如ps -aux|grep php这就是管道，大概意思类似于ps进程和grep进程两个进程之间用|完成了通信。管道是一种半双工（现在也有系统已经支持全双工的管道）的工作方式，也就是说数据只能沿着管道的一个方向进行传递，不可以在同一个管道上反向传数据。管道分为两种，一种叫做未命名的管道，另一种叫做命名管道，未命名管道只能在拥有公共祖先的两个进程之间使用，简单理解就是只能用于父进程和和其子进程之间的通信，但是命名管道则可以用于任何两个毫无关连的进程之间的通信（一会儿将要演示的将是这种命名管道）。
需要特殊指出的是消息队列、信号量和共享内存这三种IPC同属于XSI IPC（XSI可以认为是POSIX标准的超集，简单粗暴理解为C++之于C）。这三种IPC在*NIX中一般都有两个“名字”来为其命名，一个叫做标志符，一个叫做键（key）。标志符是一个非负整数，每当一个IPC结构被创建然后又被销毁后，标志符便会+1一直加到整数的最大整数数值，而后又从0开始重新计算。既然是为了多进程通信使用，那么多进程在使用XSI IPC的时候就需要使用一个名字来找到相应的IPC，然后才能对其进行读写（术语叫做多个进程在同一个IPC结构上汇聚），所以POSIX建议是无论何时创建一个IPC结构，都应指定一个键（key）与之关联。一句话总结就是：标志符是XSI IPC的内部名称，键（key）是XSI IPC的外部名称。
使多个进程在XSI IPC上汇聚的方法大概有如下三种：
  • 使用指定键IPC_PRIVATE来创建一个IPC结构，然后将返回的标志符保存到一个文件中，然后进程之间通过读取这个文件中的标志符进行通信。使用公共的头文件。这么做的缺点是多了IO操作。
  • 将共同认同的键写入到公共头文件中。这么做的缺点这个键可能已经与一个IPCi结构关联，这样在使用这个键创建结构的时候就可能会出错，然后必须删除已有的IPC结构再重新创建。
  • 认同一个文件路径名和项目ID，然后使用ftok将这两个参数转换成一个键。这将是我们使用的方式。
XSI IPC结构有一个与之对应的权限结构，叫做ipc_perm，这个结构中定义了IPC结构的创建者、拥有者等。
多进程通信之一：命名管道。 在php中，创建一个管道的函数叫做posix_mkfifo()，管道创建完成后其实就是一个文件，然后就可以用任何与读写文件相关的函数对其进行操作了，代码大概演示一下：
  1. <?php
  2. // 管道文件绝对路径
  3. $pipe_file = __DIR__.DIRECTORY_SEPARATOR.'test.pipe';
  4. // 如果这个文件存在，那么使用posix_mkfifo()的时候是返回false，否则，成功返回true
  5. if( !file_exists( $pipe_file ) ){
  6.   if( !posix_mkfifo( $pipe_file, 0666 ) ){
  7.     exit( 'create pipe error.'.PHP_EOL );
  8.   }
  9. }
  10. // fork出一个子进程
  11. $pid = pcntl_fork();
  12. if( $pid < 0 ){
  13.   exit( 'fork error'.PHP_EOL );
  14. } else if( 0 == $pid ) {
  15.   // 在子进程中
  16.   // 打开命名管道，并写入一段文本
  17.   $file = fopen( $pipe_file, "w" );
  18.   fwrite( $file, "helo world." );
  19.   exit;
  20. } else if( $pid > 0 ) {
  21.   // 在父进程中
  22.   // 打开命名管道，然后读取文本
  23.   $file = fopen( $pipe_file, "r" );
  24.   // 注意此处fread会被阻塞
  25.   $content = fread( $file, 1024 );
  26.   echo $content.PHP_EOL;
  27.   // 注意此处再次阻塞，等待回收子进程，避免僵尸进程
  28.   pcntl_wait( $status );
  29. }
运行结果如下：

8. php多进程初探—-进程间通信二三事 - 图1

多进程通信之二：消息队列。这个怕是很多人都听过，不过印象往往停留在kafka、rabbitmq之类的用于服务器解耦网络消息队列软件上。消息队列是消息的链接表（一种常见的数据结构），但是这种消息队列存储于系统内核中（不是用户态），一般我们外部程序使用一个key来对消息队列进行读写操作。在PHP中，是通过msg_*系列函数完成消息队列操作的。
  1. <?php
  2. // 使用ftok创建一个键名，注意这个函数的第二个参数“需要一个字符的字符串”
  3. /*
  4. 共享内存，消息队列，信号量它们三个都是找一个中间介质，来进行通信的，这种介质多的是。
  5. 就是怎么区分出来，就像唯一一个身份证来区分人一样。你随便来一个就行，就是因为这。
  6. 只要唯一就行，就想起来了文件的设备编号和节点，它是唯一的，但是直接用它来作识别好像不太好，不过可以用它来产生一个号。ftok()就出场了。
  7. */
  9. $key = ftok( __DIR__, 'a' );
  10. // 然后使用msg_get_queue创建一个消息队列
  11. $queue = msg_get_queue( $key, 0666 );
  12. // 使用msg_stat_queue函数可以查看这个消息队列的信息，而使用msg_set_queue函数则可以修改这些信息
  13. //var_dump( msg_stat_queue( $queue ) );  
  14. // fork进程
  15. $pid = pcntl_fork();
  16. if( $pid < 0 ){
  17.   exit( 'fork error'.PHP_EOL );
  18. } else if( $pid > 0 ) {
  19.   // 在父进程中
  20.   // 使用msg_receive()函数获取消息
  21.   msg_receive( $queue, 0, $msgtype, 1024, $message );
  22.   echo $message.PHP_EOL;
  23.   // 用完了记得清理删除消息队列
  24.   msg_remove_queue( $queue );
  25.   pcntl_wait( $status );
  26. } else if( 0 == $pid ) {
  27.   // 在子进程中
  28.   // 向消息队列中写入消息
  29.   // 使用msg_send()向消息队列中写入消息，具体可以参考文档内容
  30.   msg_send( $queue, 1, "helloword" );
  31.   exit;
  32. }
运行结果如下：

8. php多进程初探—-进程间通信二三事 - 图2

但是，值得大家继续深入研究的是msg_send()和msg_receive()两个函数，这两个的每一个参数都是非常值得深入研究和尝试的。篇幅问题，这里就不再详细描述。
这里还需要提示一下ftok函数,不要认为第一个参数的目录被删除后,重新再建立一个同名的目录,这时候生成的key是不同了,所以确保ftok()的文件不被删除
多进程通信之三：信号量与共享内存。共享内存是最快是进程间通信方式，因为n个进程之间并不需要数据复制，而是直接操控同一份数据。实际上信号量和共享内存是分不开的，要用也是搭配着用。*NIX的一些书籍中甚至不建议新手轻易使用这种进程间通信的方式，因为这是一种极易产生死锁的解决方案。共享内存顾名思义，就是一坨内存中的区域，可以让多个进程进行读写。这里最大的问题就在于数据同步的问题，比如一个在更改数据的时候，另一个进程不可以读，不然就会产生问题。所以为了解决这个问题才引入了信号量，信号量是一个计数器，是配合共享内存使用的，一般情况下流程如下：
  • 当前进程获取将使用的共享内存的信号量
  • 如果信号量大于0，那么就表示这块儿共享资源可以使用，然后进程将信号量减1
  • 如果信号量为0，则进程进入休眠状态一直到信号量大于0，进程唤醒开始从1
一个进程不再使用当前共享资源情况下，就会将信号量减1。这个地方，信号量的检测并且减1是原子性的，也就说两个操作必须一起成功，这是由系统内核来实现的。
在php中，信号量和共享内存先后一共也就这几个函数：

8. php多进程初探—-进程间通信二三事 - 图3

其中，sem*是信号量相关函数，shm*是共享内存相关函数。
  1. <?php
  2. // sem key
  3. $sem_key = ftok( __FILE__, 'b' );
  4. $sem_id = sem_get( $sem_key );
  5. // shm key
  6. $shm_key = ftok( __FILE__, 'm' );
  7. $shm_id = shm_attach( $shm_key, 1024, 0666 );
  8. const SHM_VAR = 1;
  9. $child_pid = [];
  10. // fork 2 child process
  11. for( $i = 1; $i <= 2; $i++ ){
  12.   $pid = pcntl_fork();  
  13.   //其实在fork后,子进程也会继承父进程的变量与资源,
  14.   //在子进程echo SHM_VAR就知道了
  15.   if( $pid < 0 ){
  16.     exit();
  17.   } else if( 0 == $pid ) {
  18.     // 获取锁
  19.     sem_acquire( $sem_id );
  20.     if( shm_has_var( $shm_id, SHM_VAR ) ){
  21.       //shm_get_var第二参数必须是int型
  23.       $counter = shm_get_var( $shm_id, SHM_VAR );
  24.       $counter += 1;
  25.       shm_put_var( $shm_id, SHM_VAR, $counter );
  26.     } else {
  27.       $counter = 1;
  28.       shm_put_var( $shm_id, SHM_VAR, $counter );
  29.     }
  30.     /*
  31.     有人可能不明白为什么既然某个子进程获取到锁了,在if里面都设置shm_put_var,
  32.     其实程序是这样运行:第一,fork后,假如A子进程先到达(A,B子进程到达顺序由底层某些算法决定的),A子进程去共享内存找一个SHM_VAR值,发现没有,
  33.     就进入else{}里面shm_put_var,设置SHM_VAR为 $counter = 1.释放锁后,进程退出
  34.     B子进程发现现在没有锁住了,我自已先加锁,查找有无SHM_VAR值,刚好发现有值,就+1,并更新SHM_VAR值了
  35.     */
  36.     // 释放锁，一定要记得释放，不然就一直会被阻锁死
  37.     sem_release( $sem_id );
  38.     exit;
  39.   } else if( $pid > 0 ) {
  40.     $child_pid[] = $pid;
  41.   }
  42. }
  43. while( !empty( $child_pid ) ){
  44.   foreach( $child_pid as $pid_key => $pid_item ){
  45.         $wait_result=pcntl_waitpid( $pid_item, $status, WNOHANG );
  46.     //必须判断子进程回收的状态,如果不加判断,第一次两个子进程返回都是0,直接unset后会无法进入while,导致僵尸进程
  47.         if($wait_result == -1 || $wait_result > 0)
  48.     unset( $child_pid[ $pid_key ] );
  49.   }
  50. }
  51. // 休眠2秒钟，2个子进程都执行完毕了
  52. sleep( 2 );
  53. echo '最终结果'.shm_get_var( $shm_id, SHM_VAR ).PHP_EOL;
  54. // 记得删除共享内存数据，删除共享内存是有顺序的，先remove后detach，顺序反过来php可能会报错
  55. shm_remove( $shm_id );
  56. shm_detach( $shm_id );
运行结果如下：

8. php多进程初探—-进程间通信二三事 - 图4

确切说，如果不用sem的话，上述的运行结果在一定概率下就会产生1而不是2。但是只要加入sem，那就一定保证100%是2，绝对不会出现其他数值。