PHP文件鎖與進程鎖的實現
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借用swoole的服務器/客戶端與多進程機制對鎖進行說明.
這里只針對PHP的鎖機制進行說明,由于SQL的鎖與其作用方式和應用場景不同,將作另行說明.
1.文件鎖
flock()
fclose()
swoole_lock()
文件鎖的可能應用場景為:
1.限制并發多進程或多臺服務器需要對同一文件進行訪問和修改;
2.對參與文件I/O的進程隊列化和人為阻塞;
3.在業務邏輯中對文件內容進行守護;
下面是文件鎖C/S通訊機制下的使用,已經省略了具體的通訊過程,如有需要請移步swoole異步任務隊列
Server(服務器通訊過程已略):
//監聽數據發送事件
$serv->on('receive', function ($serv, $fd, $from_id, $data) {
$serv->send($fd, "ServerEnd");
$p_file = "locktest.txt";
var_dump(file_get_contents($p_file));
});
Client1(服務器通訊過程已略):
$s_recv = "ww";
$p_file = "locktest.txt";
$o_file = fopen($p_file,'w+');// flock()加鎖方式:
flock($o_file,LOCK_EX);// // swoole加鎖方式:
// $lock = new swoole_lock(SWOOLE_FILELOCK, $p_file);
// $lock->lock();
fwrite($o_file, 'ss' . $s_recv);
sleep(30);// 兩種解鎖方式
// flock($o_file, LOCK_UN);
// $lock->unlock();
Client2(服務器通訊過程已略):
$s_recv = "xx";
$p_file = "locktest.txt";
$o_file = fopen($p_file,'w+');// flock()加鎖方式:
flock($o_file,LOCK_EX);//
// swoole加鎖方式:
// $lock = new swoole_lock(SWOOLE_FILELOCK, $p_file);
// $lock->lock();
fwrite($o_file, 'ss' . $s_recv);// 兩種解鎖方式
// flock($o_file, LOCK_UN);
// $lock->unlock();
結果:
Client2被阻塞了30s,直到Client1執行結束才對文件進行了一次寫入;
[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,因此這里在第一個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(),永絕后患;
2.進程鎖
與文件鎖不同的是,進程鎖并不用于阻止對文件的I/O,而是用于防止多進程并發造成的預期之外的后果.所以需要在多進程并發時將其隊列化,即在某進程的關鍵邏輯執行結束前阻塞其他并發進程的邏輯執行.
實現思路有幾種:
1.利用flock()文件鎖,創建一個臨時lock文件,使用LOCK_NB模擬阻塞或非阻塞流,再在進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+');// 如果臨時文件被鎖定,這里的flock()將返回false
if (!flock($o_file, LOCK_EX + LOCK_NB)) {
var_dump('Process Locked');
}else { // 非阻塞模型必須在flock()中增加LOCK_NB參數
// 當然,這里取消LOCK_NB參數就是阻塞模型了
flock($o_file, LOCK_EX + LOCK_NB);
var_dump('Process Locking'); // 模擬長時間的執行操作
sleep(10);
}
2.利用swoole提供的共享內存,緩存方法或通信方法在不同的進程中傳遞一個全局變量,進程獲取該變量的狀態后使用判定條件控制邏輯執行;
傳遞變量的方法很多,這里只提供一個思路,就以memcached為例;
阻塞模型demo:
// 初始化memcached$memcached = new Memcache;
$memcached->connect("localhost", 11211);// 獲取用來做狀態判定的全局變量
$s_flag = $memcached->get("flag");
if (!$s_flag) {
// 這里利用了memcached的過期時間作為演示,實際上業務處理完成后銷毀該變量即可
$memcached->set("flag", "locked", 0, 10);
main();
}else {
// 阻塞模型
while ($s_flag == 'locked') {
var_dump('Process locked, retrying...');
// 設置重試時間, 避免過于頻繁的操作嘗試
sleep(1); // 更新狀態變量
$s_flag = $memcached->get("flag");
}
// // 非阻塞模型
// if ($s_flag == 'locked') {
// var_dump('Process locked, suspended');
// die();
// }
main();
}// 模擬業務主函數function main() {
var_dump('Process Running'); // 業務執行結束后回收memcached
// $memcached->delete("flag");
}
這里需要注意的是:
1.memcached的過期時間不可少于程序運行的實際時間,因此建議稍微長一點,邏輯執行結束后進行回收;
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,設置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并發,減輕服務器壓力;
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