PHP pthreads v3下的Volatile简介与使用方法示例

PHP pthreads是PHP中的多线程扩展库，在多线程编程中使用较为方便。在pthread v3版本中，引入了Volatile关键字，允许多线程之间有序访问共享数据，实现线程间数据同步。下面我们来详细讲解一下“PHP pthreads v3下的Volatile简介与使用方法示例”。

什么是Volatile

Volatile 是一种类型修饰符，在多线程编程中的作用是保证内存可见性和禁止进行编译器优化。Volatile 可以用来修饰可变的数据类型，例如int，float等。Volatile保证每次访问该变量时都从内存中读取，并且对这个变量的修改立即被写回到内存中，保证了数据的一致性。

使用示例一

下面我们通过一个简单的示例来展示使用Volatile的方法。代码如下：

<?php
class MyThread extends Thread {
    public function run() {
        $i = 0;
        while (true) {
            echo $i . PHP_EOL;
            $i++;
        }
    }
}

$thread = new MyThread();
$thread->start();
while (true) {
    if ($thread->isRunning()) {
        echo "Thread is running" . PHP_EOL;
    } else {
        echo "Thread is not running" . PHP_EOL;
        break;
    }
}

在上面的代码中，我们创建了一个MyThread类，该类继承了Thread类，重写了Thread::run()方法，方法中以while循环的形式输出$i的值。在主线程中，我们检查子线程是否运行，如果还在运行，则输出"Thread is running"，否则输出"Thread is not running"。

我们可以看到，在运行该代码时，循环输出数字并未停止。原因是子线程中$i的值存在内存不可见性，在主线程中看不到子线程修改后的$i的值。为了使主线程能够看到子线程中$i的值，我们可以将$i变量声明为Volatile。

修改后的代码如下：

<?php
class MyThread extends Thread {
    public $i;

    public function run() {
        $this->i = 0;
        while (true) {
            echo $this->i . PHP_EOL;
            $this->i++;
        }
    }
}

$thread = new MyThread();
$thread->start();
while (true) {
    if ($thread->isRunning()) {
        echo "Thread is running" . PHP_EOL;
        echo "i=" . $thread->i . PHP_EOL;
    } else {
        echo "Thread is not running" . PHP_EOL;
        break;
    }
}

我们在MyThread类中添加了public $i属性，并在run()方法中使用$this->i代替$i。在主线程中，我们使用$thread->i来访问子线程中的$i的值。这里需要注意，为了保证数据同步，我们需要将$i声明为public，表示它是一个公共变量，可以在多个线程中共享。

运行修改后的代码，我们可以看到程序在输出了数字之后停止，这是因为主线程中读取到子线程中的$i的值，保证了内存可见性，退出了循环。

使用示例二

下面我们再通过一个复杂一点的示例来展示使用Volatile的方法。代码如下：

<?php
class MyThread extends Thread {
    public $timer;

    public function run() {
        while ($this->timer > 0) {
            echo "timer=" . $this->timer . PHP_EOL;
            sleep(1);
            $this->timer--;
        }
    }
}

$thread = new MyThread();
$thread->timer = 5;
$thread->start();
while (true) {
    if ($thread->isRunning()) {
        echo "Thread is running" . PHP_EOL;
        if ($thread->timer < 5) {
            echo "timer is less than 5" . PHP_EOL;
            break;
        }
    } else {
        echo "Thread is not running" . PHP_EOL;
        break;
    }
}

在上面的代码中，我们创建了一个MyThread类，该类继承了Thread类，重写了Thread::run()方法，方法中用while循环倒计时，每次循环输出时间。在主线程中，我们启动子线程，并使用$thread->timer变量记录倒计时时间，检查子线程是否运行，如果子线程中的$timer变量小于5，则退出循环。

我们可以看到，子线程中的$timer变量和主线程中的$timer变量不是同一个变量，在不同的内存地址中。为了保证子线程中的$timer变量能够影响到主线程中的$timer变量，我们可以将$timer变量声明为public volatile。

修改后的代码如下：

<?php
class MyThread extends Thread {
    public volatile $timer;

    public function run() {
        while ($this->timer > 0) {
            echo "timer=" . $this->timer . PHP_EOL;
            sleep(1);
            $this->timer--;
        }
    }
}

$thread = new MyThread();
$thread->timer = 5;
$thread->start();
while (true) {
    if ($thread->isRunning()) {
        echo "Thread is running" . PHP_EOL;
        if ($thread->timer < 5) {
            echo "timer is less than 5" . PHP_EOL;
            break;
        }
    } else {
        echo "Thread is not running" . PHP_EOL;
        break;
    }
}

我们在MyThread类中将$timer变量声明为public volatile，保证了子线程中的$timer变量和主线程中的$timer变量是同一个变量。运行修改后的代码，我们可以看到程序在输出time=0后停止，这是因为内存可见性保证了子线程中修改的$timer变量对主线程可见，退出了循环。

总结

因为Volatile关键字的存在，我们可以在pthread v3版本中实现多线程间数据同步，保证了线程间数据访问的顺序和可见性，避免了线程间的数据访问冲突。在实际开发中，多线程编程常常涉及到内存共享和线程间数据同步，这个时候Volatile关键字就变得尤为重要。