PHP+redis實現(xiàn)的悲觀鎖機制示例

本文實例講述了PHP+redis實現(xiàn)的悲觀鎖。分享給大家供大家參考，具體如下：

鎖機制

通常使用的鎖分為樂觀鎖，悲觀鎖這兩種，簡單介紹下這兩種鎖，作為本文的背景知識，對這類知識已經(jīng)有足夠了解的同學可以跳過這部分。

樂觀鎖

先來看下百度百科上的解釋：大多是基于數(shù)據(jù)版本（ Version ）記錄機制實現(xiàn)。何謂數(shù)據(jù)版本？即為數(shù)據(jù)增加一個版本標識，在基于數(shù)據(jù)庫表的版本解決方案中，一般是通過為數(shù)據(jù)庫表增加一個 “version” 字段來實現(xiàn)。讀取出數(shù)據(jù)時，將此版本號一同讀出，之后更新時，對此版本號加一。此時，將提交數(shù)據(jù)的版本數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫表對應(yīng)記錄的當前版本信息進行比對，如果提交的數(shù)據(jù)版本號大于數(shù)據(jù)庫表當前版本號，則予以更新，否則認為是過期數(shù)據(jù)。

其實說白了，就是好比一個健身房里只有一臺跑步機，在健身房門口有個排號機，每個進健身房的人都得先領(lǐng)一個號碼才能進入，如果跑步機上有人，則在一邊做做熱身、喝喝水，如果跑步機上沒人，則確認跑步機上當前顯示的號碼（上一個用過跑步機的人的號碼）是否比自己手持的小，如果小，則可以使用；否則，就意味著過號，而過號在現(xiàn)實中我們的都知道要么走，要么重排，就是不能插隊，在系統(tǒng)中也是一樣的，通常是返回錯誤。

悲觀鎖

同樣，來看下百度百科的解釋：具有強烈的獨占和排他特性。它指的是對數(shù)據(jù)被外界（包括本系統(tǒng)當前的其他事務(wù)，以及來自外部系統(tǒng)的事務(wù)處理）修改持保守態(tài)度，因此，在整個數(shù)據(jù)處理過程中，將數(shù)據(jù)處于鎖定狀態(tài)。悲觀鎖的實現(xiàn)，往往依靠數(shù)據(jù)庫提供的鎖機制（也只有數(shù)據(jù)庫層提供的鎖機制才能真正保證數(shù)據(jù)訪問的排他性，否則，即使在本系統(tǒng)中實現(xiàn)了加鎖機制，也無法保證外部系統(tǒng)不會修改數(shù)據(jù)）。

然后，也同樣通俗的解釋下，還是那個健身房。這次在門口不需要排號機了，而是掛著把鑰匙（只有一把），想進去的人必須拿到這把鑰匙才行，拿到鑰匙的人可以進入，不管是熱身、喝水還是跑步都可以，直到他出來把鑰匙掛回墻上，下一個才能去爭取，拿到的才可以再進去。聽著好像有點不人性化，所以悲觀鎖比較適合強一致性的場景，但效率比較低，特別是讀的并發(fā)低。樂觀鎖則適用于讀多寫少，并發(fā)沖突少的場景。

背景

先說下，本文的開發(fā)背景，方便大家了解為什么要使用悲觀鎖以及文中鎖的詳細設(shè)計。

任務(wù)分發(fā)系統(tǒng)：任務(wù)池（mysql）中存在大量任務(wù)（文章），現(xiàn)在需要用戶協(xié)助編輯，系統(tǒng)基本需求如下（簡化版）：

1、推送用戶感興趣的分類下的任務(wù)到用戶編輯器中；
2、用戶編輯提交一個任務(wù)后，自動推送下一個任務(wù)；
3、每次只分配一個任務(wù)給用戶；
4、如果一個用戶占有某任務(wù)超過一定時間，則自動釋放任務(wù)，任務(wù)進任務(wù)池，重新循環(huán)；
5、……

目標

目標有兩個：

1、一個任務(wù)在同一時間段內(nèi)只能被一個用戶所持有；

2、避免出現(xiàn)死任務(wù)，即避免任務(wù)被用戶長時間占有，無法釋放。

思路

由于系統(tǒng)并發(fā)量較大，并且有頻繁的寫操作，所以選擇悲觀鎖來控制每個任務(wù)只能同時被一個用戶領(lǐng)取。主要思路如下：

1、從任務(wù)池中找出一部分可分配的任務(wù)；
2、根據(jù)一定順序，選擇一個任務(wù)，作為候選推送任務(wù)；
3、嘗試對候選推送任務(wù)加鎖；
4、如果加鎖成功，則推送任務(wù)給用戶，并修改對應(yīng)的任務(wù)狀態(tài)和用戶狀態(tài)；
5、如果加鎖失敗，則任務(wù)已被領(lǐng)取，重復2-5，直到推送成功。

實現(xiàn)

這里只介紹下鎖的實現(xiàn)機制，其余業(yè)務(wù)邏輯略過。由于加鎖過程應(yīng)該是不可拆解的，也就是常說的原子型操作，因此這里選擇redis中的setnx操作作為加鎖的方法。

簡化版的代碼如下：

function lock($strMutex, $intTimeout) {
  $objRedis = new Redis();
  //使用setnx原子型操作加鎖
  $intRet  = $objRedis->setnx($strMutex, 1);
  if ($intRet) {
    //設(shè)置過期時間，防止死任務(wù)的出現(xiàn)
    $objRedis->expire($strMutex, $intTimeout);
    return true;
  }
  return false;
}

這段代碼有個問題，就是setnx成功，但expire失敗，這就可能存在死任務(wù)的情況。解決這個問題的一種通用方法是通過使用incr方法代替setnx，具體如下：

function lock($strMutex, $intTimeout, $intMaxTimes = 0) {
  $objRedis = new Redis();
  //使用incr原子型操作加鎖
  $intRet  = $objRedis->incr($strMutex);
  if ($intRet === 1) {
    //設(shè)置過期時間，防止死任務(wù)的出現(xiàn)
    $objRedis->expire($strMutex, $intTimeout);
    return true;
  }
  if ($intMaxTimes > 0  $intRet >= $intMaxTimes  $objRedis->ttl($strMutex) === -1) {
    //當設(shè)置了最大加鎖次數(shù)時，如果嘗試加鎖次數(shù)大于最大加鎖次數(shù)并且無過期時間則強制解鎖
    $objRedis->del($strMutex);
  }
  return false;
}

這段代碼通過$intMaxTimes來保證即使在expire未成功的時候也能強制解鎖，保證系統(tǒng)不會出現(xiàn)死任務(wù)。

還有沒有更好的方法呢？

其實redis中的set操作已兼容了setnx，并且支持設(shè)置過期時間。

function lock($strMutex, $intTimeout) {
  $objRedis = new Redis();
  //使用setnx操作加鎖，同時設(shè)置過期時間
  $strRet  = $objRedis->set($strMutex, 1, 'ex', $intTimeout, 'nx');
  if ($strRet === 'OK') {
    return true;
  }
  return false;
}

這個方法是我認為目前最好的，但是為什么沒有直接介紹這個方法，而是先介紹incr那個方法呢？其實細心的同學可以看到上面那個方面有兩個加粗的字”通用“。之所以這么說是因為set方法是從redis2.6.12版本才開始支持多參數(shù)的。

水平有限，歡迎指正~

參考資料：http://redisdoc.com/string/set.html

更多關(guān)于PHP相關(guān)內(nèi)容感興趣的讀者可查看本站專題：《php+redis數(shù)據(jù)庫程序設(shè)計技巧總結(jié)》、《php面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計入門教程》、《PHP基本語法入門教程》、《PHP數(shù)組(Array)操作技巧大全》、《php字符串(string)用法總結(jié)》、《php+mysql數(shù)據(jù)庫操作入門教程》及《php常見數(shù)據(jù)庫操作技巧匯總》

希望本文所述對大家PHP程序設(shè)計有所幫助。