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2022-09-02
php并发加锁问题分析与设计,可深入学习(php文件锁并发 性能)
在工作项目中作为一个合格的PHPer,会遇到一些php并发访问去修改一个数据问题,如果这个数据不加锁,就会造成数据的错误。下面我将分析一个财务支付锁的问题。希望对大家有所帮助。
1 没有应用锁机制
1.1 财务支付简化版本代码
$total)
{
return false;
} //余额 $left = $total - $money; //更新余额 return setUserLeftMoney($userId,$left);
} //取出用户的余额 function getUserLeftMoney($userId) { if(false == is_int($userId))
{
return 0;
}
$sql = "select account form user_account where userid = ${userId}"; //$mysql = new mysql();//mysql数据库 return $mysql->query($sql);
} //更新用户余额 function setUserLeftMoney($userId,$money) { if(false == is_int($userId) || false == is_int($money))
{
return false;
}
$sql = "update user_account set account = ${money} where userid = ${userId}"; //$mysql = new mysql();//mysql数据库 return $mysql->execute($sql);
} ?>
1.2 问题分析
如果有两个操作人(p和m),都用用户编号100账户,分别在pc和手机端同时登陆,100账户总余额有1000,p操作人花200,m操作人花300。并发过程如下。
p操作人:
取出用户的余额1000。
支付后剩余 800 = 1000 - 200。
更新后账户余额800。
m操作人:
取出用户余额1000。
支付后剩余700 = 1000 - 300。
支付后账户余额700。
两次支付后,账户的余额居然还有700,应该的情况是花费了500,账户余额500才对。造成这个现象的根本原因,是并发的时候,p和m同时操作取到的余额数据都是1000。
2 加锁设计
锁的操作一般只有两步,一 获取锁(getLock);二是释放锁(releaseLock)。但现实锁的方式有很多种,可以是文件方式实现;sql实现;Memcache实现;根据这种场景我们考虑使用策略模式。
2.1 类图设计如下
2.2 php源码设计如下
LockSystem.php
createLock($type, $options);
}
} public function createLock($type, $options=array()) {
if (false == in_array($type, self::$_supportLocks))
{
throw new Exception("not support lock of ${type}");
}
$this->_lock = new $type($options);
} public function getLock($key, $timeout = ILock::EXPIRE) {
if (false == $this->_lock instanceof ILock)
{
throw new Exception('false == $this->_lock instanceof ILock');
}
$this->_lock->getLock($key, $timeout);
} public function releaseLock($key) {
if (false == $this->_lock instanceof ILock)
{
throw new Exception('false == $this->_lock instanceof ILock');
}
$this->_lock->releaseLock($key);
}
} interface ILock { const EXPIRE = 5; public function getLock($key, $timeout=self::EXPIRE); public function releaseLock($key);
} class FileLock implements ILock { private $_fp; private $_single; public function __construct($options) {
if (isset($options['path']) && is_dir($options['path']))
{
$this->_lockPath = $options['path'].'/';
}
else {
$this->_lockPath = '/tmp/';
}
$this->_single = isset($options['single'])?$options['single']:false;
} public function getLock($key, $timeout=self::EXPIRE) {
$startTime = Timer::getTimeStamp();
$file = md5(__FILE__.$key);
$this->fp = fopen($this->_lockPath.$file.'.lock', "w+");
if (true || $this->_single)
{
$op = LOCK_EX + LOCK_NB;
}
else {
$op = LOCK_EX;
}
if (false == flock($this->fp, $op, $a))
{
throw new Exception('failed');
}
return true;
} public function releaseLock($key) {
flock($this->fp, LOCK_UN);
fclose($this->fp);
}
} class SQLLock implements ILock { public function __construct($options) {
$this->_db = new mysql();
} public function getLock($key, $timeout=self::EXPIRE) {
$sql = "SELECT GET_LOCK('".$key."', '".$timeout."')";
$res = $this->_db->query($sql);
return $res;
} public function releaseLock($key) {
$sql = "SELECT RELEASE_LOCK('".$key."')";
return $this->_db->query($sql);
}
} class MemcacheLock implements ILock { public function __construct($options) {
$this->memcache = new Memcache();
} public function getLock($key, $timeout=self::EXPIRE) {
$waitime = 20000;
$totalWaitime = 0;
$time = $timeout*1000000;
while ($totalWaitime < $time && false == $this->memcache->add($key, 1, $timeout))
{
usleep($waitime);
$totalWaitime += $waitime;
}
if ($totalWaitime >= $time)
throw new Exception('can not get lock for waiting '.$timeout.'s.');
} public function releaseLock($key) {
$this->memcache->delete($key);
}
}
3 应用锁机制
3.1 支付系统应用锁
getLock($lockKey,8);
//取出总额 $total = getUserLeftMoney($userId);
//花费大于剩余 if($money > $total)
{
$ret = false;
}
else {
//余额 $left = $total - $money;
//更新余额 $ret = setUserLeftMoney($userId,$left);
}
//释放锁 $lockSystem->releaseLock($lockKey);
} catch (Exception $e)
{
//释放锁 $lockSystem->releaseLock($lockKey);
}
} //取出用户的余额 function getUserLeftMoney($userId) { if(false == is_int($userId))
{
return 0;
}
$sql = "select account form user_account where userid = ${userId}"; //$mysql = new mysql();//mysql数据库 return $mysql->query($sql);
} //更新用户余额 function setUserLeftMoney($userId,$money) { if(false == is_int($userId) || false == is_int($money))
{
return false;
}
$sql = "update user_account set account = ${money} where userid = ${userId}"; //$mysql = new mysql();//mysql数据库 return $mysql->execute($sql);
} ?>
3.2 锁分析
p操作人:
获取锁:pay100
取出用户的余额1000。
支付后剩余 800 = 1000 - 200。
更新后账户余额800。
释放锁:pay100
m操作人:
等待锁:pay100
获取锁:pay100
获取余额:800
支付后剩余500 = 800 - 300。
支付后账户余额500。
释放锁:pay100
两次支付后,余额500。非常完美了解决了并发造成的临界区资源的访问问题。
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