實例分析PHP檔案鎖與進程鎖

鑑於前面介紹了swoole,就借用swoole的伺服器/客戶端與多進程機制對鎖進行說明.本文主要介紹PHP 檔案鎖與進程鎖的使用範例，這裡只針對PHP的鎖機制進行說明,由於SQL的鎖與其作用方式和應用場景不同,將作另行說明.希望能幫助到大家。

1.檔案鎖定

• flock()

• #fclose()

• swoole_lock()

檔案鎖定的可能應用場景為:

1.限制並發多進程或多台伺服器需要對相同檔案進行存取和修改;

2.對參與檔案I/O的程式佇列化與人為阻塞;

3.在業務邏輯中對檔案內容進行守護;

下面是檔案鎖定C/S通訊機制下的使用,已經省略了具體的通訊過程

Server(伺服器通訊過程已略):

//监听数据发送事件
$serv->on('receive', function ($serv, $fd, $from_id, $data) {
  $serv->send($fd, "ServerEnd");

  $p_file = "locktest.txt";
  var_dump(file_get_contents($p_file));
});

Client1(伺服器通訊過程已略):

$s_recv = "ww";

$p_file = "locktest.txt";

$o_file = fopen($p_file,'w+');
// flock()加锁方式:
flock($o_file,LOCK_EX);

// // swoole加锁方式:
// $lock = new swoole_lock(SWOOLE_FILELOCK, $p_file);
// $lock->lock();

fwrite($o_file, 'ss' . $s_recv);

sleep(30);
// 两种解锁方式
// flock($o_file, LOCK_UN);
// $lock->unlock();

Client2(伺服器通訊程序已略）:

$s_recv = "xx";

$p_file = "locktest.txt";

$o_file = fopen($p_file,'w+');
// flock()加锁方式:
flock($o_file,LOCK_EX);

// // swoole加锁方式:
// $lock = new swoole_lock(SWOOLE_FILELOCK, $p_file);
// $lock->lock();


fwrite($o_file, 'ss' . $s_recv);

// 两种解锁方式
// flock($o_file, LOCK_UN);
// $lock->unlock();

結果:

Client2被阻塞了30s,直到Client1執行結束才對檔案進行了一次寫入;

[l0.16@4 m29.5% c30s04] $ php swoole_client2.php

需要注意的是:

1.無論是flock()還是swoole提供的swoole_lock(),都有在進程結束時自動解鎖的機制,所以在demo中即使不進行手動解鎖也能正常運行,因此這裡在第一個Client中執行了sleep()暫停函數來觀察文件鎖的效果;

2. flock()的標準釋放方式為flock($file,LOCK_UN);, 但是個人喜歡fclose(),永絕後患;

2.進程鎖

與檔案鎖不同的是,進程鎖並不用於阻止對檔案的I/O,而是用於防止多進程並發造成的預期之外的後果.所以需要在多進程並發時將其隊列化,即在某進程的關鍵邏輯執行結束前阻塞其他並發程序的邏輯執行.

實現想法有幾種:

#1.利用flock()檔鎖,建立一個臨時lock檔,使用LOCK_NB模擬阻塞或非阻塞流,再在行程內部使用判定條件控制邏輯執行;

非阻塞模型demo:

$p_file = "locktest.txt";
$o_file = fopen($p_file, 'w+');

// 如果临时文件被锁定,这里的flock()将返回false
if (!flock($o_file, LOCK_EX + LOCK_NB)) {
  var_dump('Process Locked');
}
else {
  // 非阻塞模型必须在flock()中增加LOCK_NB参数
  // 当然,这里取消LOCK_NB参数就是阻塞模型了
  flock($o_file, LOCK_EX + LOCK_NB);
  var_dump('Process Locking');
  // 模拟长时间的执行操作
  sleep(10);
}

2.利用swoole提供的共享記憶體,快取方法或通訊方法在不同的進程中傳遞一個全域變數,進程取得該變數的狀態後使用判定條件控制邏輯執行;

傳遞變數的方法很多,這裡只提供一個思路,就以memcached為例;

阻塞模型demo:

// 初始化memcached
$memcached = new Memcache;
$memcached->connect("localhost", 11211);

// 获取用来做状态判定的全局变量
$s_flag = $memcached->get("flag");

if (!$s_flag) {
  // 这里利用了memcached的过期时间作为演示,实际上业务处理完成后销毁该变量即可
  $memcached->set("flag", "locked", 0, 10);
  main();
}
else {
  // 阻塞模型
  while ($s_flag == 'locked') {
    var_dump('Process locked, retrying...');
    // 设置重试时间, 避免过于频繁的操作尝试
    sleep(1);
    // 更新状态变量
    $s_flag = $memcached->get("flag");
  }
  // // 非阻塞模型
  // if ($s_flag == 'locked') {
  //   var_dump('Process locked, suspended');
  //   die();
  // }
  main();
}

// 模拟业务主函数
function main() {
  var_dump('Process Running');
  // 业务执行结束后回收memcached
  // $memcached->delete("flag");
}

這裡需要注意的是:

1.memcached的過期時間不可少於程式運行的實際時間,因此建議稍微長一點,邏輯執行結束後進行回收;

2.在非阻塞模型中,若狀態被判定為false,應該將進程中止或block,避免業務邏輯的繼續執行;

3.在實際應用中,設定一個重試時間很有必要,這樣可以很大程度上減少針對memcached的大量I/O並發,減輕伺服器壓力;

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