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Redis实现分布式锁 php

Redis实现分布式锁 php

作者: 魔法师_ | 来源:发表于2017-07-05 23:14 被阅读0次

    一、分布式锁的作用:

    redis写入时不带锁定功能,为防止多个进程同时进行一个操作,出现意想不到的结果,so...对缓存进行插入更新操作时自定义加锁功能。

    二、Redis的NX后缀命令

    Redis有一系列的命令,其特点是以NX结尾,NX的意思可以理解为 NOT EXISTS(不存在),SETNX命令 (SET IF NOT EXISTS) 可以理解为如果不存在则插入,Redis分布式锁的实现主要就是使用SETNX命令。

    三、实现原理

    在进程请求执行操作前进行判断,加锁是否成功,加锁成功允许执行下步操作;

    如果不成功,则判断锁的值(时间戳)是否大于当前时间,如果大于当前时间,则获取锁失败不允许执行下步操作;

    如果锁的值(时间戳)小于当前时间,并且GETSET命令获取到的锁的旧值依然小于当前时间,则获取锁成功允许执行下步操作;

    如果锁的值(时间戳)小于当前时间,并且GETSET命令获取到的锁的旧值大于当前时间,则获取锁失败不允许执行下步操作;

    四、$redis->setnx() 设置锁

    <?php

    $expire = 10;//有效期10秒

    $key = 'lock';//key

    $value = time() + $expire;//锁的值 = Unix时间戳 + 锁的有效期

    $lock = $redis->setnx($key, $value);

    //判断是否上锁成功,成功则执行下步操作

    if(!empty($lock))

    {

    //下步操作...

    }

    ?>

    如果返回 1 ,则表示当前进程获得锁,并获得了当前插入/更新缓存的操作权限。

    如果返回 0,表示锁已被其他进程获取,这是进程可以返回结果或者等待当前锁失效再请求。

    五、解决死锁

    如果只用SETNX命令设置锁的话,如果当持有锁的进程崩溃或删除锁失败时,其他进程将无法获取到锁,问题就大了。

    解决方法是在获取锁失败的同时获取锁的值,并将值与当前时间进行对比,如果值小于当前时间说明锁以过期失效,进程可运用Redis的DEL命令删除该锁。

    <?php

    $expire = 10;//有效期10秒

    $key = 'lock';//key

    $value = time() + $expire;//锁的值 = Unix时间戳 + 锁的有效期

    $status = true;

    while($status)

    {

        $lock = $redis->setnx($key, $value);

        if(empty($lock))

        {

        $value = $redis->get($key);

            if($value < time())

            {

                    $redis->del($key);

            }

        }else{

            $status = false;

            //下步操作....

        }

    }

    ?>

    但是,简单粗暴的用DEL命令删除锁再SETNX命令上锁也会出现问题。比如,进程1获得锁后崩溃或删除锁失败,这时进程2检测到锁存在当已过期,用DEL命令删除锁并用SETNX命令设置锁,进程3也检测到锁过期,也用DEL命令删除锁也用SETNX命令设置了锁,这时进程2和进程3同时获得了锁。问题大了!

    为了解决这个问题,这里用到了Redis的GETSET命令,GETSET命令在给锁设置新值的同时返回锁的旧值,这里利用了GETSET命令同时获取和赋值的特性,在此期间其他进程无法修改锁的值。

    例如:

    进程1获得锁后操作超时/崩溃/删除锁失败,

    进程2检测到锁已存在,但获取锁的值对比当前时间发现锁已过期,

    进程2通过GETSET命令重新给锁赋予新的值,并获取到的锁的旧值,再次对比锁的旧值与当前时间,如果锁的旧值依然小于当前时间的话,这时进程2就可以忽略进程1余留下的废锁进行下步操作了。

    进程2完成下步操作后返回前应该删除锁,但在删除锁时可以先检测锁是否还未过期,未过期才做删除操作,已过期的就没必要在去删除锁了,因为很有可能其他进程检测到锁过期时已经去获取锁了。

    这里要说明的是,如果有其他进程在进程2之前获取到锁,那么进程2将获取锁失败,但是进程2在用GETSET获取锁的旧值时也赋予了锁新的值,改写了其他进程赋予锁的超时值。看到这大家可能会有疑问了,进程2没获取到锁怎么能改变锁的值呢?是的,进程2改变了锁的原有值,但这一点小小的时间误差带来的影响是可以忽略。

    以下是Redis实现分布式锁的完整PHP代码:

    <?php

    get($key);

    //判断缓存中是否有数据

    if(empty($result))

    {

    $status = TRUE;

    while ($status)

    {

    //设置锁值为当前时间戳 + 有效期

    $lockValue = time() + $lockExpire;

    /**

    * 创建锁

    * 试图以$lockKey为key创建一个缓存,value值为当前时间戳

    * 由于setnx()函数只有在不存在当前key的缓存时才会创建成功

    * 所以,用此函数就可以判断当前执行的操作是否已经有其他进程在执行了

    * @var [type]

    */

    $lock = $redis->setnx($lockKey, $lockValue);

    /**

    * 满足两个条件中的一个即可进行操作

    * 1、上面一步创建锁成功;

    * 2、  1)判断锁的值(时间戳)是否小于当前时间    $redis->get()

    *         2)同时给锁设置新值成功    $redis->getset()

    */

    if(!empty($lock) || ($redis->get($lockKey) < time() && $redis->getSet($lockKey, $lockValue) < time() ))

    {

         //给锁设置生存时间

        $redis->expire($lockKey, $lockExpire);

        //******************************

        //此处执行插入、更新缓存操作...

        //******************************

        //以上程序走完删除锁

        //检测锁是否过期,过期锁没必要删除

        if($redis->ttl($lockKey))

             $redis->del($lockKey);

            $status = FALSE;

            }else{

                  /**

                     * 如果存在有效锁这里做相应处理

                     *      等待当前操作完成再执行此次请求

                      *      直接返回

                      */

                      sleep(2);//等待2秒后再尝试执行操作

            }

        }

    }

    ?>

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