О совместном доступе к файлам в PHP

 ИГОРЬ ОРЕЩЕНКОВ, инженер-программист, iharsw@tut.by

О совместном доступе к файлам в PHP

Работа с общими ресурсами в конкурентной среде является одной из самых сложных и интересных задач параллельного программирования. В статье рассматриваются некоторые аспекты совместного доступа к файлам на языке программирования PHP

Язык программирования PHP на сегодняшний день занимает лидирующие позиции в области веб-разработок. На нем написаны популярнейшие универсальные CMS (WordPress, Joomla!, Drupal), с помощью которых в сжатые сроки создаются как персональные блоги, так и интернет-магазины. Язык PHP используется в разнообразных интернет-проектах, разработку которых упрощают богатые функциональностью фреймворки (Symphony, Laravel, Yii).

Однако сугубо практическая направленность этого языка программирования, лежащая в его основе и сопутствующая всему процессу развития, явилась поводом к формированию субъективных мнений в сообществе программистов, которые со временем приобрели популярность. Низкий порог вхождения – простота установки интерпретатора и создания простейшей работающей программы – привели к возникновению иллюзии о том, что язык программирования автоматически решает проблему сложности мира, в котором он применяется. В некоторой степени этому способствовали книги, на страницах которых процесс веб-разработки освещался в популярной форме [1].

Из-за этого начинающие программисты иногда забывают о многогранности контекста, в котором предстоит выполняться их разработкам, что в конечном счете приводит к ошибкам, выливающимся в нестабильную работу программного продукта. А опытные коллеги, которые смотрят на подобные фиаско со стороны, преувеличивают вину языка программирования, на котором велась разработка.

Что говорит теория

Одним из наиболее сложных и трудновоспроизводимых факторов, который оказывает влияние на работу веб-приложения, является возможность одновременного выполнения сценариев (одного или разных) по запросам, поступающим отпользователей программного продукта, или другим событиям среды выполнения.

Сценарии для совершения своей работы обращаются к ресурсам: памяти, базам данных, файлам. И если области памяти у каждого выполняющегося PHP-сценария свои и не пересекаются (это обеспечивается средой выполнения), тоисключить одновременное использование разными сценариями одних и тех же файлов или баз данных нельзя.

Одновременные обращения к одному и тому же ресурсу приводят к конкуренции между сценариями за доступ к этому ресурсу. В случае баз данных она регулируется сервером баз данных. Однако игнорирование конкуренции при работе сфайлами приводит к конфликтам.

В теории параллельного программирования выделяются два способа работы с общим ресурсом:

• получение от ресурса информации, при которой его состояние остается неизменным (например, чтение содержимого файла);
• изменение состояния ресурса (например, запись информации в файл).

Очевидно, что в первом способе работы может одновременно участвовать несколько процессов, что никак не испортит результат этой работы. Каждый процесс получит одну и ту же информацию. Важно лишь, чтобы в это время немодифицировалось состояние используемого ресурса.

Чтобы выполнить это условие, каждый процесс устанавливает на ресурс «разделяемую» (SHARED) блокировку. Она не мешает чтению состояния ресурса, но запрещает его изменение (см. рис. 1).

Рисунок 1. Разделяемая блокировка запрещает доступ к ресурсу только для процессов, которые запрашивают исключительную блокировку

Другое дело, когда процесс модифицирует общий ресурс. Несмотря на то что эта операция может записываться одной командой языка программирования, в реальных системах ее выполнение будет состоять из нескольких отдельных шагов. Любая попытка доступа к общему ресурсу в процессе его изменения приведет к получению ошибочных результатов. В случае чтения состояния ресурса будет получена информация о частично измененном состоянии. А в случае записи состояние ресурса может быть просто испорчено.

Таким образом, модифицировать ресурс одновременно может только один процесс, причем в ходе модификации не допускается даже чтение состояния этого ресурса. Для выполнения этого условия процесс, приступающий к изменению состояния, устанавливает на ресурс «исключительную» (EXCLUSIVE) блокировку. Она запрещает доступ к общему ресурсу со стороны всех остальных процессов (см. рис. 2).

Рисунок 2. Исключительная блокировка запрещает доступ к ресурсу со стороны любых процессов, кроме установившего эту блокировку

Сказанное выше о блокировках является теоретическими сведениями, которые по-разному воплощаются в реальные программные продукты – операционные системы и языки программирования.

Статью целиком читайте в журнале «Системный администратор», №4 за 2017 г. на страницах 66-71.

PDF-версию данного номера можно приобрести в нашем магазине.

1. Кухарчик А. PHP: обучение на примерах. – Мн.: Новое знание, 2004.
2. Афонин С. М. Программирование на языке PHP. – М.: НТ Пресс, 2007.
3. Официальная документация PHP – http://php.net/docs.php.

Комментарии могут оставлять только зарегистрированные пользователи