php与linux程序的消息队列通信

今天药忘吃喽~ 2023-07-09 02:04 25阅读 0赞

# 概述 #

最近正在设计一些关于PHP与linux程序进行通信的工作，首先php和linux程序一般是不会运行在一个进程里，这样如果需要通信只能是跨进程实现。

这里可以使用两种方法，一种是用c语言分别实现通信接口，然后将其中一种编译成php扩展，让php调用，这类自由度比较高，但是有一定难度。还有一种就是直接使用php支持的ipc接口，与其他进程通信。

今天我们来研究一下php使用现有的IPC与其他进程通信的方法，这个方法在大多数时候都是足够满足需求的，下面我们来分几个步骤一一实现这个功能。

# linux消息队列例程 #

## 发送例程 ##

send.c

#include <sys/types.h>
    #include <sys/ipc.h>
    #include <sys/msg.h>
    #include <fcntl.h>
    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <string.h>
    
    typedef struct{
        long type;
        char name[20];
    }Msg;
    
    int main()
    {
        key_t key = ftok("/home",'6');
        printf("key:%x\n",key);
    
        int msgid = msgget(key,IPC_CREAT|O_WRONLY|0777);
        if(msgid<0)
        {   
            perror("msgget error!");
            exit(-1);
        }   
    
        Msg m;
        m.type = 6;
        memcpy(m.name, "hello!", 7);
        msgsnd(msgid,&m,sizeof(m)-sizeof(m.type),0);
    
        return 0;
    }

非常简单，就是将一个20个字节大小的数据通过消息队列发送出去。

## 接收例程 ##

#include <sys/types.h>
    #include <sys/ipc.h>
    #include <sys/msg.h>
    #include <fcntl.h>
    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    
    typedef struct{
        long type;
        char name[20];
    }Msg;
    
    int main()
    {
        key_t key = ftok("/home",'6');
        printf("key:%x\n",key);
    
        int msgid = msgget(key,O_RDONLY|IPC_CREAT|0777);
        if(msgid<0)
        {   
            perror("msgget error!");
            exit(-1);
        }   
    
        Msg rcv;
        long type = 6;
    
        msgrcv(msgid,&rcv,sizeof(rcv)-sizeof(type),type,0);
        printf("rcv--name:%s\n",rcv.name);
    
        msgctl(msgid,IPC_RMID,NULL);
        return 0;
    }

和发送例程对应，接收数据并打印出来。

运行结果如下：

~/test/msg$ ./recv
    key:36020001
    rcv--name:hello!

# PHP发送例程 #

先上代码send.php

<?php 
    $message_queue_key = ftok("/home",'6'); 
    $message_queue = msg_get_queue($message_queue_key, 0777); 
    
    //向消息队列中写 
    msg_send($message_queue, 6, "Hello!", FALSE); 
    ?>

非常简单，对于主要函数可以和c语言的一一对应，具体参数可以查看如下网站介绍

[https://www.php.net/manual/en/function.ftok.php][https_www.php.net_manual_en_function.ftok.php]

fork对应fork，msg\_get\_queue对应msgget， msg\_send对应msgsnd。

运行结果如下：

$ php ./send.php
    
    $ ./recv
    key:36020001
    rcv--name:Hello!

# PHP接收例程 #

<?php 
    $message_queue_key = ftok("/home",'6'); 
    $message_queue = msg_get_queue($message_queue_key, 0777); 
    
    //从消息队列中读 
    msg_receive($message_queue, 6, $message_type, 1024, $message, FALSE); 
    print_r("php rcv--name:".$message."\n"); 
    msg_remove_queue($message_queue); 
    ?>

同样很简单，也可以与c语言的对应上。

fork对应fork，msg\_get\_queue对应msgget， msg\_receive对应msgrcv，msg\_remove\_queue对应msgctl(msgid,IPC\_RMID,NULL);删除消息队列。

运行结果如下：

$ ./send
    key:36020001
    
    $ php ./recv.php 
    php rcv--name:hello!

到此我们已经可以使用php与c语言的程序进行消息队列通信，但是有一点不足就是消息之传输了字符串。

# 结构体的支持 #

在c语言中消息往往是复合类型的结构体，那么我们如何与php传输结构体呢？如我们所知，php是弱类型变量，没有结构体概念年，类似的有数组和类，但是这个结构不能与c语言的结构体一一对应，好在php提供了pack和unpack函数。

pack — 将数据打包成二进制字符串

参考网站：[https://www.php.net/manual/zh/function.pack.php][https_www.php.net_manual_zh_function.pack.php]

unpack — 从字串中的二进制串转化成指定的格式

目前已实现的格式如下：

<table>  
 <strong><strong>pack()</strong>&nbsp;格式字符</strong>  
 <thead> 
  <tr> 
   <th>代码</th> 
   <th>描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>a</td> 
   <td>以NUL字节填充字符串</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>A</td> 
   <td>以SPACE(空格)填充字符串</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>h</td> 
   <td>十六进制字符串，低位在前</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>H</td> 
   <td>十六进制字符串，高位在前</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>c</td> 
   <td>有符号字符</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>C</td> 
   <td>无符号字符</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>s</td> 
   <td>有符号短整型(16位，主机字节序)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>S</td> 
   <td>无符号短整型(16位，主机字节序)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>n</td> 
   <td>无符号短整型(16位，大端字节序)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>v</td> 
   <td>无符号短整型(16位，小端字节序)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>i</td> 
   <td>有符号整型(机器相关大小字节序)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>I</td> 
   <td>无符号整型(机器相关大小字节序)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>l</td> 
   <td>有符号长整型(32位，主机字节序)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>L</td> 
   <td>无符号长整型(32位，主机字节序)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>N</td> 
   <td>无符号长整型(32位，大端字节序)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>V</td> 
   <td>无符号长整型(32位，小端字节序)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>q</td> 
   <td>有符号长长整型(64位，主机字节序)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Q</td> 
   <td>无符号长长整型(64位，主机字节序)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>J</td> 
   <td>无符号长长整型(64位，大端字节序)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>P</td> 
   <td>无符号长长整型(64位，小端字节序)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>f</td> 
   <td>单精度浮点型(机器相关大小)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>g</td> 
   <td>单精度浮点型(机器相关大小，小端字节序)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>G</td> 
   <td>单精度浮点型(机器相关大小，大端字节序)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>d</td> 
   <td>双精度浮点型(机器相关大小)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>e</td> 
   <td>双精度浮点型(机器相关大小，小端字节序)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>E</td> 
   <td>双精度浮点型(机器相关大小，大端字节序)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>x</td> 
   <td>NUL字节</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>X</td> 
   <td>回退已字节</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Z</td> 
   <td>以NUL字节填充字符串空白(PHP 5.5中新加入的)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>@</td> 
   <td>NUL填充到绝对位置</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

例如：

typedef struct{
        char name[20];
        int age;
    }Msg;

下面看一下PHP如何将他们转换在转回来的

//将PHP变量转成结构
    $name = "13901234567";
    $age = 33;
    $returnstr = sprintf("%-20s",$name).pack("l",$age);
    
    //将结构转成php变量
    //对于字符型变量可以直接取得
    $name = substr($returnstr,0,20);
    $fuarray=unpack("nint",substr($returnstr,20,4));
    //其中n是类型，与pack相同，int是保存的变量脚标
    $age = $fuarray['int'];
    //age = 33

对于char类型的字符可以直接使用sprintf转换，具体使用方法请看

[https://www.w3school.com.cn/php/func\_string\_sprintf.asp][https_www.w3school.com.cn_php_func_string_sprintf.asp]

其中pack和unpack想看更好地例子可以到w3chool上去看看。

[https://www.w3school.com.cn/php/func\_misc\_unpack.asp][https_www.w3school.com.cn_php_func_misc_unpack.asp]

在php转换结构体的时候千万要注意字节对齐问题。

好了，我们现在我们有了方法，写个例子测试一下，首先完成一下linux的程序

send.c

#include <sys/types.h>
    #include <sys/ipc.h>
    #include <sys/msg.h>
    #include <fcntl.h>
    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <string.h>
    
    typedef struct{
        long type;
        char name[20];
        int age;
    }Msg;
    
    int main()
    {
        key_t key = ftok("/home",'6');
        printf("key:%x\n",key);
    
        int msgid = msgget(key,IPC_CREAT|O_WRONLY|0777);
        if(msgid<0)
        {   
            perror("msgget error!");
            exit(-1);
        }   
    
        Msg m;
        m.type = 6;
        memset(m.name, 0, 20);
        memcpy(m.name, "hello!", 7);
        m.age = 22;
        
        msgsnd(msgid,&m,sizeof(m)-sizeof(m.type),0);
    
        return 0;
    }

recv.c

#include <sys/types.h>
    #include <sys/ipc.h>
    #include <sys/msg.h>
    #include <fcntl.h>
    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    
    typedef struct{
        long type;
        char name[20];
        int age;
    }Msg;
    
    int main()
    {
        key_t key = ftok("/home",'6');
        printf("key:%x\n",key);
    
        int msgid = msgget(key,O_RDONLY|IPC_CREAT|0777);
        if(msgid<0)
        {   
            perror("msgget error!");
            exit(-1);
        }   
    
        Msg rcv;
        long type = 6;
    
        msgrcv(msgid,&rcv,sizeof(rcv)-sizeof(type),type,0);
        printf("rcv--name:%s age:%d\n",rcv.name,rcv.age);
    
        msgctl(msgid,IPC_RMID,NULL);
        return 0;
    }

运行结果如下：

$ ./send
    key:36020001
    
    $ ./recv
    key:36020001
    rcv--name:hello! age:22

没有问题，下面我们要修改php代码，让php也能发送接收结构体。

# php支持结构体发送 #

send.php

<?php 
    $message_queue_key = ftok("/home",'6'); 
    $message_queue = msg_get_queue($message_queue_key, 0777); 
    
    $name = "Hello";
    $age = 33;
    $msg = sprintf("%-20s",$name).pack("l",$age);
    msg_send($message_queue, 6, $msg, FALSE); 
    ?>

使用linux程序接收的结果：

$ ./recv
    key:36020001
    rcv--name:Hello               ! age:33

这里有一个问题，就是接收到的字符串很长，并且有“！”，这里说明一下，因为php使用的spritf进行的填充，默认填充的空格，所以字符串没有结束符“/0”，导致字符串很长，那么那个！是什么呢，就是那个年龄33。

# php支持结构体接收 #

recv.php

<?php 
    $message_queue_key = ftok("/home",'6'); 
    $message_queue = msg_get_queue($message_queue_key, 0777); 
    
    //从消息队列中读 
    msg_receive($message_queue, 6, $message_type, 30, $message, FALSE); 
    $name = substr($message,0,20);
    $fuarray = unpack("lint",substr($message,20,4));
    $age = $fuarray['int'];
    print_r("php rcv--name:".$name."  age:".$age."\n"); 
    msg_remove_queue($message_queue); 
    ?>

执行结果：

$ php ./recv.php 
    php rcv--name:hello!  age:22

好了，基本就是这些了，这个只是最最基本的东西，剩下的还需要自己去完善。

[https_www.php.net_manual_en_function.ftok.php]: https://www.php.net/manual/en/function.ftok.php
[https_www.php.net_manual_zh_function.pack.php]: https://www.php.net/manual/zh/function.pack.php
[https_www.w3school.com.cn_php_func_string_sprintf.asp]: https://www.w3school.com.cn/php/func_string_sprintf.asp
[https_www.w3school.com.cn_php_func_misc_unpack.asp]: https://www.w3school.com.cn/php/func_misc_unpack.asp