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php並發加鎖示例,php並發示例

編輯:關於PHP編程

php並發加鎖示例,php並發示例


在工作項目中,會遇到一些php並發訪問去修改一個數據問題,如果這個數據不加鎖,就會造成數據的錯誤。下面我將分析一個財務支付鎖的問題。希望對大家有所幫助。

1 沒有應用鎖機制

1.1 財務支付簡化版本代碼

<!--?php 
/** 
 * pay.php 
 * 
 * 支付沒有應用鎖
 * 
 * Copy right (c) 2016 
 * 
 * modification history: 
 * -------------------- 
 * 2016/9/10, by CleverCode, Create 
 * 
 */ 
//用戶支付
function pay($userId,$money)
{
  
 if(false == is_int($userId) || false == is_int($money))
 {
  return false;
 } 
  
 //取出總額
 $total = getUserLeftMoney($userId);
  
 //花費大於剩余
 if($money --> $total)
 {
  return false; 
 }
  
 //余額
 $left = $total - $money;
  
 //更新余額
 return setUserLeftMoney($userId,$left);
 
}
 
//取出用戶的余額
function getUserLeftMoney($userId)
{
 if(false == is_int($userId))
 {
  return 0;
 }
 $sql = "select account form user_account where userid = ${userId}";
  
 //$mysql = new mysql();//mysql數據庫
 return $mysql->query($sql);
}
 
//更新用戶余額
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數據庫
 return $mysql->execute($sql);
}
?>

1.2 問題分析

如果有兩個操作人(p和m),都用用戶編號100賬戶,分別在pc和手機端同時登陸,100賬戶總余額有1000,p操作人花200,m操作人花300。並發過程如下。

p操作人:

  1. 取出用戶的余額1000。
  2. 支付後剩余 800 = 1000 - 200。
  3. 更新後賬戶余額800。

m操作人:

  1. 取出用戶余額1000。
  2. 支付後剩余700 = 1000 - 300。
  3. 支付後賬戶余額700。

兩次支付後,賬戶的余額居然還有700,應該的情況是花費了500,賬戶余額500才對。造成這個現象的根本原因,是並發的時候,p和m同時操作取到的余額數據都是1000。

2 加鎖設計

鎖的操作一般只有兩步,一 獲取鎖(getLock);二是釋放鎖(releaseLock)。但現實鎖的方式有很多種,可以是文件方式實現;sql實現;Memcache實現;根據這種場景我們考慮使用策略模式。

2.1 類圖設計如下

2.2 php源碼設計如下

LockSystem.php

<!--?php 
/** 
 * LockSystem.php 
 * 
 * php鎖機制
 * 
 * Copy right (c) 2016
 * 
 * modification history: 
 * -------------------- 
 * 2016/9/10, by CleverCode, Create 
 * 
 */ 
class LockSystem
{
 const LOCK_TYPE_DB = 'SQLLock';
 const LOCK_TYPE_FILE = 'FileLock';
 const LOCK_TYPE_MEMCACHE = 'MemcacheLock';
  
 private $_lock = null;
 private static $_supportLocks = array('FileLock', 'SQLLock', 'MemcacheLock'); 
  
 public function __construct($type, $options = array()) 
 {
  if(false == empty($type))
  {
   $this--->createLock($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 應用鎖機制

3.1 支付系統應用鎖

<!--?php
 
/** 
 * pay.php 
 * 
 * 支付應用鎖
 * 
 * Copy right (c) 2016 
 * 
 * modification history: 
 * -------------------- 
 * 2016/9/10, by CleverCode, Create 
 * 
 */ 
//用戶支付
function pay($userId,$money)
{
  
 if(false == is_int($userId) || false == is_int($money))
 {
  return false;
 } 
  
 try
 {
  //創建鎖(推薦使用MemcacheLock)
  $lockSystem = new LockSystem(LockSystem::LOCK_TYPE_MEMCACHE);    
   
  //獲取鎖
  $lockKey = 'pay'.$userId;
  $lockSystem--->getLock($lockKey,8);
   
  //取出總額
  $total = getUserLeftMoney($userId);
   
  //花費大於剩余
  if($money > $total)
  {
   $ret = false; 
  }
  else
  { 
   //余額
   $left = $total - $money;
    
   //更新余額
   $ret = setUserLeftMoney($userId,$left);
  }
   
  //釋放鎖
  $lockSystem->releaseLock($lockKey); 
 }
 catch (Exception $e)
 {
  //釋放鎖
  $lockSystem->releaseLock($lockKey);  
 }
 
}
//取出用戶的余額
function getUserLeftMoney($userId)
{
 if(false == is_int($userId))
 {
  return 0;
 }
 $sql = "select account form user_account where userid = ${userId}";
  
 //$mysql = new mysql();//mysql數據庫
 return $mysql->query($sql);
}
 
//更新用戶余額
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數據庫
 return $mysql->execute($sql);
}
?>

3.2 鎖分析

p操作人:

  1.  獲取鎖:pay100
  2.  取出用戶的余額1000。
  3.  支付後剩余 800 = 1000 - 200。
  4.  更新後賬戶余額800。
  5.  釋放鎖:pay100

 m操作人:

  1. 等待鎖:pay100
  2. 獲取鎖:pay100
  3. 獲取余額:800
  4. 支付後剩余500 = 800 - 300。
  5. 支付後賬戶余額500。
  6. 釋放鎖:pay100

兩次支付後,余額500。非常完美了解決了並發造成的臨界區資源的訪問問題。

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