Как правильно реализовать корректный обмен данных между нескольких одновременно запущенных скриптов? Существует некий глобальный массив, к которому обращаются все скрипты (запись/чтение) в хаотичном порядке. База, файлы, локальное хранилище?
Возможно для этого существуют какие-либо классы/расширения? Спасибо.

Слишком общая формулировка. конкретизируйте задачу. А вообще вариантов масса - это может быть и база и файлы, либо какая-нибудь AMQP-штука.
Что касается последнего, то можно посмотреть в сторону RabbitMQ
З.Ы. php имеет реализацию AMQP - http://www.php.net/manual/ru/book.amqp.php

Существуют файлы.

Система была реализована с помощью файлов (lock, read, write, unlock). Вариант рабочий, но не стабильный.

В теории данных может быть большое количество. В связи с этим скорость чтения файлов очень падает (при увеличении данных).

Суть глобального массива состоит в возможсти установить блокировку на момент чтения и записи данных одним скриптом. Данный метод позволяет реализовать межскриптовый array_shift, к примеру.

Почему база исключена? Что за задача такая?

_____________
* Хэлп по PHP
* Описалово по JavaScript
* Хэлп и СУБД для PostgreSQL

* Обучаю PHP, JS, вёрстке. Интерактивно и качественно. За разумные деньги.

* "накапливаю умение телепатии" (С) и "гуглю за ваш счет" (С)

Если свой сервак, то предложу очередь сообщений. Если хочется заморочиться, то можно и RabbitMQ, но можно обойтись и стандартными функция PHP:
msg_get_queue(), msg_send(), msg_receive() и пр.

_____________
Gear Framework
Gear Framework на Github

Чтобы стандартные функции php (такие как msg_get_queue(), msg_send(), msg_receive() ) заработали помнится мне на CentOs 6 пришлось поставить process (yum install process)
На деле очень мощная штука. На мой взгляд самая удобная штука для межскриптового оперативного взаимодействия. Единственное что описания на русском всё ещё маловато. Даже на хабре ничего особо нет.

Ещё один из способов решения данной задачи использовать кэш. Например в APC есть стандартные функции для этого