Swoole에서 분산 잠금을 구현하는 방법

인터넷과 모바일 인터넷의 발전으로 높은 동시성 및 분산 시스템은 일상적인 개발에서 피할 수 없는 문제가 되었습니다. 이 경우 분산 잠금은 리소스 경쟁 및 데이터 불일치와 같은 문제를 방지하는 데 도움이 되는 필수 도구가 됩니다. 이 기사에서는 분산 시스템의 동시성 문제를 더 잘 해결하는 데 도움이 되도록 Swoole에서 분산 잠금을 구현하는 방법을 소개합니다.

1. 분산 잠금이란 무엇입니까?

분산 시스템에서는 여러 프로세스가 동시에 공유 리소스에 액세스하는 상황이 있습니다. 데이터가 파괴되거나 동시성 충돌이 발생하지 않도록 하려면 이러한 공유 리소스를 잠가야 합니다. 분산 잠금은 분산 시스템에서 공유 리소스를 올바르게 사용하도록 설계된 잠금 메커니즘입니다.

분산 잠금 구현은 상대적으로 복잡하며 일반적으로 다음 측면을 고려해야 합니다.

1. 상호 배타성: 동시에 하나의 프로세스 또는 스레드만 잠금을 차지할 수 있습니다.
2. 재진입: 동일한 프로세스 또는 스레드 여러 번 잠금을 적용할 수 있지만 잠금 해제 시 동일한 횟수의 잠금 해제 작업을 수행해야 합니다.
3. 교착 상태 방지: 예외 또는 기타 이유로 인해 무한 대기를 방지하려면 잠금을 획득할 때 만료 시간을 설정해야 합니다. ;
4. 고가용성: 노드 장애 및 네트워크 분할 등의 문제를 고려해야 합니다.
5. 성능: 높은 동시성 및 낮은 대기 시간 기능을 달성해야 합니다.

2. Swoole 소개

Swoole은 TCP/UDP/HTTP/WebSocket 등 다양한 프로토콜의 서버와 클라이언트를 구현할 수 있는 고성능 비동기 및 병렬 네트워크 통신 엔진입니다. Swoole의 기능은 다음과 같습니다.

1. 고성능: 비동기 비차단 IO 모델을 사용하여 서버의 동시성 기능을 크게 향상시킬 수 있습니다.
2. 내장 코루틴: 수동으로 작업할 필요 없이 비동기 프로그래밍을 쉽게 구현할 수 있습니다. 스레드 또는 프로세스 생성
3. 내장 HTTP/WebSocket 서버: 웹 애플리케이션 개발을 쉽게 구현할 수 있습니다.
4. 비동기식 MySQL, Redis, ElasticSearch 및 기타 일반 도구의 캡슐화를 지원합니다.

따라서 Swoole은 적응성이 매우 뛰어나며 높은 동시성, 고성능 분산 시스템을 구축하는 데 사용할 수 있습니다.

3. Swoole에서 분산 잠금을 구현하는 방법은 무엇입니까?

아래에서는 Swoole에서 분산 잠금을 구현하는 방법을 소개합니다.

1. Redis 기반 분산 잠금 구현

Redis는 메모리 기반 키-값 데이터베이스이며 분산 시스템에서 가장 일반적으로 사용되는 도구 중 하나입니다. 문자열, 목록, 집합, 순서 집합 등 다양한 데이터 구조를 지원합니다. 그 중 문자열 유형을 사용하여 분산 잠금을 구현할 수 있습니다.

Redis를 사용하여 분산 잠금을 구현하는 일반적인 프로세스는 다음과 같습니다.

(1) Redis 연결 풀을 통해 Redis 연결 개체를 얻습니다.
(2) 잠금의 상호 배제를 달성하려면 SETNX 명령을 사용합니다. 반환 값이 1일 때 점유가 성공합니다.
(3) 교착 상태를 방지하기 위해 잠금 만료 시간을 설정합니다.
(4) 잠금을 해제하려면 DEL 명령을 사용합니다.

다음은 구체적인 구현 코드입니다.

class RedisLock
{
    private $redis;

    public function __construct($config)
    {
        $this->redis = new Redis();
        $this->redis->connect($config['host'], $config['port'], $config['timeout']);
        if (!empty($config['auth'])) {
            $this->redis->auth($config['auth']);
        }
    }

    public function lock($key, $timeout = 10)
    {
        $startTime = time();
        do {
            $result = $this->redis->setnx($key, time() + $timeout);
            if ($result) {
                return true;
            }
            $lockTime = $this->redis->get($key);
            if ($lockTime && $lockTime < time()) {
                $oldTime = $this->redis->getset($key, time() + $timeout);
                if ($oldTime == $lockTime) {
                    return true;
                }
            }
            usleep(100); // 100毫秒等待
        } while (time() - $startTime < $timeout);
        return false;
    }

    public function unlock($key)
    {
        $this->redis->del($key);
    }
}

위 코드에서는 잠금 함수에 do-while 루프를 사용하여 잠금이 해제될 때까지 대기 시간이 초과되면 false를 반환합니다. ; DEL은 잠금을 해제하기 위해 잠금 해제 기능 명령에 사용됩니다. 이 방법은 구현이 간단하고 오버헤드가 낮지만 교착 상태가 발생할 가능성도 있습니다.

2. Zookeeper를 기반으로 분산 잠금 구현

Zookeeper는 분산 시스템에서 데이터 동기화 및 구성 관리와 같은 일련의 기능을 구현하는 데 사용할 수 있는 분산 오픈 소스 조정 시스템입니다. 그것이 제공하는 임시 순차 노드(EPHEMERAL_SEQUENTIAL)는 분산 잠금을 쉽게 구현할 수 있습니다.

Zookeeper를 사용하여 분산 잠금을 구현하는 일반적인 프로세스는 다음과 같습니다.

(1) Zookeeper 클라이언트를 생성하고 Zookeeper 서버에 연결합니다.
(2) createSequential 함수를 사용하여 임시 순차 노드를 생성합니다. ) Zookeeper 가져오기 모든 노드는 노드 일련번호로 정렬됩니다.
(4) 자신의 노드 일련번호를 현재 가장 작은 노드의 일련번호와 비교하면 잠금이 획득되었음을 의미합니다. 자신의 일련번호보다 작은 최신 노드
(5) 자신의 일련번호보다 작은 일련번호를 가진 노드가 삭제되면 현재 노드는 이벤트 알림을 받은 후 4단계를 반복합니다.

다음은 구체적인 구현 코드입니다.

class ZookeeperLock
{
    private $zk;
    private $basePath = '/lock';
    private $myNode;

    public function __construct($config)
    {
        $this->zk = new Zookeeper();
        $this->zk->connect($config['host'] . ':' . $config['port']);
        if (isset($config['auth'])) {
            $this->zk->addAuth('digest', $config['auth']);
        }
        if (!$this->zk->exists($this->basePath)) {
            $this->zk->create($this->basePath, null, array(array('perms' => Zookeeper::PERM_ALL, 'scheme' => 'world', 'id' => 'anyone')), null);
        }
    }

    public function lock()
    {
        $this->myNode = $this->zk->create($this->basePath . '/node_', null, array(array('perms' => Zookeeper::PERM_ALL, 'scheme' => 'world', 'id' => 'anyone')), Zookeeper::EPHEMERAL | Zookeeper::SEQUENCE);
        while (true) {
            $children = $this->zk->getChildren($this->basePath);
            sort($children);
            $pos = array_search(basename($this->myNode), $children);
            if ($pos === 0) {
                return true;
            } else {
                $this->zk->exists($this->basePath . '/' . $children[$pos - 1], function ($event_type, $s, $event_data) {
                    $this->unlock();
                });
                usleep(100); // 100毫秒等待
            }
        }
    }

    public function unlock()
    {
        if ($this->myNode) {
            $this->zk->delete($this->myNode);
            $this->myNode = null;
        }
    }
}

위 코드에서 잠금 함수는 while 루프를 사용하여 자신의 일련 번호보다 작은 일련 번호를 가진 최신 노드를 모니터링한다는 의미입니다. 잠금을 획득했습니다. 잠금 해제 기능은 삭제 기능을 사용하여 현재 노드를 삭제합니다.

요약

이 글에서는 Swoole에서 분산 잠금을 구현하는 방법을 소개하고 Redis와 Zookeeper를 기반으로 하는 두 가지 일반적인 구현 방법을 소개하고 구현 코드를 제공합니다. 분산 시스템에서 데이터 일관성을 보장하는 중요한 기술적 수단인 분산 잠금은 동시성 충돌 및 데이터 불일치와 같은 문제를 방지하는 데 도움이 될 수 있습니다. 분산 잠금을 구현할 때는 상호 배타성, 재진입, 교착 상태 방지, 고가용성, 성능 등의 문제를 고려하고 실제 애플리케이션 시나리오에 따라 다양한 구현 방법을 선택해야 합니다.

위 내용은 Swoole에서 분산 잠금을 구현하는 방법의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!