利用 QQWry.Dat 实现 IP 地址高效检索（PHP 共享内存版）源码精华教程

前两天写了一个利用 QQWry.Dat 实现 IP 地址高效检索（PHP），当时是直接从文件里查询的，虽然在创建类的一个实例后，可以进行多次查询，不用每次查询都打开文件，已经很快了，但是我想也许还可以更快点儿，于是我想到了用共享内存。下面这个程序就是我用共享内存来实现的快速查询类，它在第一个实例被创建时将 QQWry.Dat 文件读入共享内存，以后每次查询都直接从共享内存中查找数据，而不需要再读文件了，现在的查询效率是原来的 1.5 倍。不过使用这个类要注意一点，这个类是一个 Singleton 类，所以需要用 & IpLocation::getInstance 来返回此类的实例引用，而不要用 new IpLocation 来创建实例，不然就不能保证实例的唯一性了。如果在一个页面内创建多个 IpLocation 实例的话，你会得到内存错误，严重情况下可能会使你的服务器崩溃，因此我才把它定义为一个 Singleton 类。另外这个类的实例被创建一次后，文件内容就被读入到共享内存中了，因此如果服务器不重新启动，内存中的 QQWry.Dat 的文件数据就不会更新。

因为用了共享内存，因此对系统有一定的要求，如果系统是 Windows，系统需要 Windows2000 以上系统，PHP 作为 IIS 的 ISAPI 运行才支持共享内存，或者是 Linux 下 PHP 作为 Apache 模块运行，CGI 和 CLI 方式下不可以。

共享内存版的纯真 IP 数据库 QQWry.Dat 的 PHP 高效查询实现如下：

<?php

if( !function_exists('ftok') )
{
function ftok($filename = "", $proj = "")
{
if( empty($filename) !file_exists($filename) )
{
return -1;
}
else
{
$filename = $filename . (string) $proj;
for($key = array(); sizeof($key) < strlen($filename); $key[] = ord(substr($filename, sizeof($key), 1)));
return array_sum($key);
}
}
}

/**
* IP 地理位置查询类
*
* @author 马秉尧
* @version 2.5
* @copyright 2005 CoolCode.CN
*/

class IpLocation {
/**
* 共享内存编号
*
* @var int
*/
var $shm_id;
/**
* 第一条IP记录的偏移地址
*
* @var int
*/
var $firstip;

/**
* 最后一条IP记录的偏移地址
*
* @var int
*/
var $lastip;

/**
* IP记录的总条数（不包含版本信息记录）
*
* @var int
*/
var $totalip;

/**
* 当前共享内存位置指针
*
* @var int
*/
var $pos;

/**
* 返回读取的长整型数
*
* @access private
* @return int
*/
function getlong() {
//将读取的little-endian编码的4个字节转化为长整型数
$result = unpack('Vlong', shmop_read($this->shm_id, $this->pos, 4));
$this->pos += 4;
return $result['long'];
}

/**
* 返回读取的3个字节的长整型数
*
* @access private
* @return int
*/
function getlong3() {
//将读取的little-endian编码的3个字节转化为长整型数
$result = unpack('Vlong', shmop_read($this->shm_id, $this->pos, 3).chr(0));
$this->pos += 3;
return $result['long'];
}

/**
* 返回压缩后可进行比较的IP地址
*
* @access private
* @param string $ip
* @return string
*/
function packip($ip) {
// 将IP地址转化为长整型数，如果在PHP5中，IP地址错误，则返回False，
// 这时intval将Flase转化为整数-1，之后压缩成big-endian编码的字符串
return pack('N', intval(ip2long($ip)));
}

/**
* 返回读取的字符串
*
* @access private
* @param string $data
* @return string
*/
function getstring($data = "") {
$char = shmop_read($this->shm_id, $this->pos++, 1);
while (ord($char) > 0) { // 字符串按照C格式保存，以\0结束
$data .= $char; // 将读取的字符连接到给定字符串之后
$char = shmop_read($this->shm_id, $this->pos++, 1);
}
return $data;
}

/**
* 返回地区信息
*
* @access private
* @return string
*/
function getarea() {
$byte = shmop_read($this->shm_id, $this->pos++, 1); // 标志字节
switch (ord($byte)) {
case 0: // 没有区域信息
$area = "";
break;
case 1:
case 2: // 标志字节为1或2，表示区域信息被重定向
$this->pos = $this->getlong3($this->pos);
$area = $this->getstring();
break;
default: // 否则，表示区域信息没有被重定向
$area = $this->getstring($byte);
break;
}
return $area;
}

/**
* 根据所给 IP 地址或域名返回所在地区信息
*
* @access public
* @param string $ip
* @return array
*/
function getlocation($ip) {
if (!$this->shm_id) return null; // 如果共享内存没有被正确打开，则直接返回空
$location['ip'] = gethostbyname($ip); // 将输入的域名转化为IP地址
$ip = $this->packip($location['ip']); // 将输入的IP地址转化为可比较的IP地址
// 不合法的IP地址会被转化为255.255.255.255
// 对分搜索
$l = 0; // 搜索的下边界
$u = $this->totalip; // 搜索的上边界
$findip = $this->lastip; // 如果没有找到就返回最后一条IP记录（QQWry.Dat的版本信息）
while ($l < = $u) { // 当上边界小于下边界时，查找失败
$i = floor(($l + $u) / 2); // 计算近似中间记录
$this->pos = $this->firstip + $i * 7;
$beginip = strrev(shmop_read($this->shm_id, $this->pos, 4)); // 获取中间记录的开始IP地址
// strrev函数在这里的作用是将little-endian的压缩IP地址转化为big-endian的格式
// 以便用于比较，后面相同。
if ($ip < $beginip) { // 用户的IP小于中间记录的开始IP地址时
$u = $i - 1; // 将搜索的上边界修改为中间记录减一
}
else {
$this->pos += 4;
$this->pos = $this->getlong3();
$endip = strrev(shmop_read($this->shm_id, $this->pos, 4)); // 获取中间记录的结束IP地址
if ($ip > $endip) { // 用户的IP大于中间记录的结束IP地址时
$l = $i + 1; // 将搜索的下边界修改为中间记录加一
}
else { // 用户的IP在中间记录的IP范围内时
$findip = $this->firstip + $i * 7;
break; // 则表示找到结果，退出循环
}
}
}

//获取查找到的IP地理位置信息
$this->pos = $findip;
$location['beginip'] = long2ip($this->getlong()); // 用户IP所在范围的开始地址
$this->pos = $offset = $this->getlong3();
$location['endip'] = long2ip($this->getlong()); // 用户IP所在范围的结束地址
$byte = shmop_read($this->shm_id, $this->pos++, 1); // 标志字节
switch (ord($byte)) {
case 1: // 标志字节为1，表示国家和区域信息都被同时重定向
$this->pos = $countryOffset = $this->getlong3(); // 重定向地址
$byte = shmop_read($this->shm_id, $this->pos++, 1); // 标志字节
switch