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php并发加锁问题分析与设计代码实例讲解

发布:smiling 来源: PHP粉丝网  添加日期:2022-04-13 15:19:59 浏览: 评论:0 

在工作项目中,会遇到一些php并发访问去修改一个数据问题,如果这个数据不加锁,就会造成数据的错误,下面我将分析一个财务支付锁的问题。希望对大家有所帮助。

1 没有应用锁机制

1.1 财务支付简化版本代码

  1. <!--?php  
  2. /**  
  3.  * pay.php  
  4.  *  
  5.  * 支付没有应用锁 
  6.  *  
  7.  * Copy right (c) 2016  
  8.  *  
  9.  * modification history:  
  10.  * --------------------  
  11.  * 2018/9/10, by CleverCode, Create  
  12.  *  
  13.  */ 
  14. //用户支付 
  15. function pay($userId,$money
  16.  if(false == is_int($userId) || false == is_int($money)) 
  17.  { 
  18.  return false; 
  19.  }  
  20.  //取出总额 
  21.  $total = getUserLeftMoney($userId); 
  22.  //花费大于剩余 
  23.  if($money --> $total
  24.  { 
  25.  return false;  
  26.  } 
  27.  //余额 
  28.  $left = $total - $money
  29.  //更新余额 
  30.  return setUserLeftMoney($userId,$left); 
  31. //取出用户的余额 
  32. function getUserLeftMoney($userId
  33.  if(false == is_int($userId)) 
  34.  { 
  35.  return 0; 
  36.  } 
  37.  $sql = "select account form user_account where userid = ${userId}"
  38.  //$mysql = new mysql();//mysql数据库 
  39.  return $mysql->query($sql); 
  40. //更新用户余额 
  41. function setUserLeftMoney($userId,$money
  42.  if(false == is_int($userId) || false == is_int($money)) 
  43.  { 
  44.  return false; 
  45.  }  
  46.  $sql = "update user_account set account = ${money} where userid = ${userId}"
  47.  //$mysql = new mysql();//mysql数据库 
  48.  return $mysql->execute($sql); 
  49. ?> 

1.2 问题分析

如果有两个操作人(p和m),都用用户编号100账户,分别在pc和手机端同时登陆,100账户总余额有1000,p操作人花200,m操作人花300。并发过程如下。

p操作人:

取出用户的余额1000。

支付后剩余 800 = 1000 - 200。

更新后账户余额800。

m操作人:

取出用户余额1000。

支付后剩余700 = 1000 - 300。

支付后账户余额700。

两次支付后,账户的余额居然还有700,应该的情况是花费了500,账户余额500才对。造成这个现象的根本原因,是并发的时候,p和m同时操作取到的余额数据都是1000。

2 加锁设计

锁的操作一般只有两步,一 获取锁(getLock);二是释放锁(releaseLock)。但现实锁的方式有很多种,可以是文件方式实现;sql实现;Memcache实现;根据这种场景我们考虑使用策略模式。

2.1 类图设计如下

php并发加锁问题分析与设计代码实例讲解

2.2 php源码设计如下

LockSystem.php

  1. <!--?php  
  2. /**  
  3.  * LockSystem.php  
  4.  *  
  5.  * php锁机制 
  6.  *  
  7.  * Copy right (c) 2018 
  8.  *  
  9.  * modification history:  
  10.  * --------------------  
  11.  * 2018/9/10, by CleverCode, Create  
  12.  *  
  13.  */ 
  14. class LockSystem 
  15.  const LOCK_TYPE_DB = 'SQLLock'
  16.  const LOCK_TYPE_FILE = 'FileLock'
  17.  const LOCK_TYPE_MEMCACHE = 'MemcacheLock'
  18.  private $_lock = null; 
  19.  private static $_supportLocks = array('FileLock''SQLLock''MemcacheLock');  
  20.  public function __construct($type$options = array())  
  21.  { 
  22.  if(false == emptyempty($type)) 
  23.  { 
  24.  $this--->createLock($type$options); 
  25.  } 
  26.  }  
  27.  public function createLock($type$options=array()) 
  28.  { 
  29.  if (false == in_array($type, self::$_supportLocks)) 
  30.  { 
  31.  throw new Exception("not support lock of ${type}"); 
  32.  } 
  33.  $this->_lock = new $type($options); 
  34.  }  
  35.  public function getLock($key$timeout = ILock::EXPIRE) 
  36.  { 
  37.  if (false == $this->_lock instanceof ILock)  
  38.  { 
  39.  throw new Exception('false == $this->_lock instanceof ILock');  
  40.  }  
  41.  $this->_lock->getLock($key$timeout);  
  42.  } 
  43.  public function releaseLock($key
  44.  { 
  45.  if (false == $this->_lock instanceof ILock)  
  46.  { 
  47.  throw new Exception('false == $this->_lock instanceof ILock');  
  48.  }  
  49.  $this->_lock->releaseLock($key);  
  50.  }  
  51. interface ILock 
  52.  const EXPIRE = 5; 
  53.  public function getLock($key$timeout=self::EXPIRE); 
  54.  public function releaseLock($key); 
  55. class FileLock implements ILock 
  56.  private $_fp
  57.  private $_single
  58.  public function __construct($options
  59.  { 
  60.  if (isset($options['path']) && is_dir($options['path'])) 
  61.  { 
  62.  $this->_lockPath = $options['path'].'/'
  63.  } 
  64.  else 
  65.  { 
  66.  $this->_lockPath = '/tmp/'
  67.  } 
  68.  $this->_single = isset($options['single'])?$options['single']:false; 
  69.  } 
  70.  public function getLock($key$timeout=self::EXPIRE) 
  71.  { 
  72.  $startTime = Timer::getTimeStamp(); 
  73.  $file = md5(__FILE__.$key); 
  74.  $this->fp = fopen($this->_lockPath.$file.'.lock'"w+"); 
  75.  if (true || $this->_single) 
  76.  { 
  77.  $op = LOCK_EX + LOCK_NB; 
  78.  } 
  79.  else 
  80.  { 
  81.  $op = LOCK_EX; 
  82.  } 
  83.  if (false == flock($this->fp, $op$a)) 
  84.  { 
  85.  throw new Exception('failed'); 
  86.  } 
  87.  return true; 
  88.  } 
  89.  public function releaseLock($key
  90.  { 
  91.  flock($this->fp, LOCK_UN); 
  92.  fclose($this->fp); 
  93.  } 
  94. class SQLLock implements ILock 
  95.  public function __construct($options
  96.  { 
  97.  $this->_db = new mysql();  
  98.  } 
  99.  public function getLock($key$timeout=self::EXPIRE) 
  100.  {  
  101.  $sql = "SELECT GET_LOCK('".$key."', '".$timeout."')"
  102.  $res = $this->_db->query($sql); 
  103.  return $res
  104.  } 
  105.  public function releaseLock($key
  106.  { 
  107.  $sql = "SELECT RELEASE_LOCK('".$key."')"
  108.  return $this->_db->query($sql); 
  109.  } 
  110. class MemcacheLock implements ILock 
  111.  public function __construct($options
  112.  { 
  113.  $this->memcache = new Memcache(); 
  114.  } 
  115.  public function getLock($key$timeout=self::EXPIRE) 
  116.  {  
  117.  $waitime = 20000; 
  118.  $totalWaitime = 0; 
  119.  $time = $timeout*1000000; 
  120.  while ($totalWaitime < $time && false == $this->memcache->add($key, 1, $timeout))  
  121.  { 
  122.  usleep($waitime); 
  123.  $totalWaitime += $waitime
  124.  } 
  125.  if ($totalWaitime >= $time
  126.  throw new Exception('can not get lock for waiting '.$timeout.'s.'); 
  127.  } 
  128.  public function releaseLock($key
  129.  { 
  130.  $this->memcache->delete($key); 
  131.  } 

3 应用锁机制

3.1 支付系统应用锁

  1. <!--?php 
  2. /**  
  3.  * pay.php  
  4.  *  
  5.  * 支付应用锁 
  6.  *  
  7.  * Copy right (c) 2018  
  8.  *  
  9.  * modification history:  
  10.  * --------------------  
  11.  * 2018/9/10, by CleverCode, Create  
  12.  *  
  13.  */ 
  14. //用户支付 
  15. function pay($userId,$money
  16.  if(false == is_int($userId) || false == is_int($money)) 
  17.  { 
  18.  return false; 
  19.  }  
  20.  try 
  21.  { 
  22.  //创建锁(推荐使用MemcacheLock) 
  23.  $lockSystem = new LockSystem(LockSystem::LOCK_TYPE_MEMCACHE);  
  24.  //获取锁 
  25.  $lockKey = 'pay'.$userId
  26.  $lockSystem--->getLock($lockKey,8); 
  27.  //取出总额 
  28.  $total = getUserLeftMoney($userId); 
  29.  //花费大于剩余 
  30.  if($money > $total
  31.  { 
  32.  $ret = false;  
  33.  } 
  34.  else 
  35.  {  
  36.  //余额 
  37.  $left = $total - $money
  38.  //更新余额 
  39.  $ret = setUserLeftMoney($userId,$left); 
  40.  } 
  41.  //释放锁 
  42.  $lockSystem->releaseLock($lockKey);  
  43.  } 
  44.  catch (Exception $e
  45.  { 
  46.  //释放锁 
  47.  $lockSystem->releaseLock($lockKey);  
  48.  } 
  49. //取出用户的余额 
  50. function getUserLeftMoney($userId
  51.  if(false == is_int($userId)) 
  52.  { 
  53.  return 0; 
  54.  } 
  55.  $sql = "select account form user_account where userid = ${userId}"
  56.  //$mysql = new mysql();//mysql数据库 
  57.  return $mysql->query($sql); 
  58. //更新用户余额 
  59. function setUserLeftMoney($userId,$money
  60.  if(false == is_int($userId) || false == is_int($money)) 
  61.  { 
  62.  return false; 
  63.  }  
  64.  $sql = "update user_account set account = ${money} where userid = ${userId}"
  65.  //$mysql = new mysql();//mysql数据库 
  66.  return $mysql->execute($sql); 
  67. ?> 

3.2 锁分析

p操作人:

获取锁:pay100

取出用户的余额1000。

支付后剩余 800 = 1000 - 200。

更新后账户余额800。

释放锁:pay100

m操作人:

1、等待锁:pay100

2、获取锁:pay100

3、获取余额:800

3、支付后剩余500 = 800 - 300。

5、支付后账户余额500。

6、释放锁:pay100

两次支付后,余额500。非常完美了解决了并发造成的临界区资源的访问问题。

Tags: php并发加锁

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