PHP和redis实现悲观锁机制的解析

这篇文章主要介绍了PHP+redis实现的悲观锁机制,简单介绍了redis锁机制与乐观锁、悲观锁等概念,并结合实例形式分析了php+redis实现悲观锁相关操作技巧,需要的朋友可以参考下

本文实例讲述了PHP+redis实现的悲观锁。分享给大家供大家参考，具体如下：

锁机制

通常使用的锁分为乐观锁，悲观锁这两种，简单介绍下这两种锁，作为本文的背景知识，对这类知识已经有足够了解的同学可以跳过这部分。

乐观锁

其实说白了，就是好比一个健身房里只有一台跑步机，在健身房门口有个排号机，每个进健身房的人都得先领一个号码才能进入，如果跑步机上有人，则在一边做做热身、喝喝水，如果跑步机上没人，则确认跑步机上当前显示的号码（上一个用过跑步机的人的号码）是否比自己手持的小，如果小，则可以使用；否则，就意味着过号，而过号在现实中我们的都知道要么走，要么重排，就是不能插队，在系统中也是一样的，通常是返回错误。

悲观锁

然后，也同样通俗的解释下，还是那个健身房。这次在门口不需要排号机了，而是挂着把钥匙（只有一把），想进去的人必须拿到这把钥匙才行，拿到钥匙的人可以进入，不管是热身、喝水还是跑步都可以，直到他出来把钥匙挂回墙上，下一个才能去争取，拿到的才可以再进去。听着好像有点不人性化，所以悲观锁比较适合强一致性的场景，但效率比较低，特别是读的并发低。乐观锁则适用于读多写少，并发冲突少的场景。

背景

先说下，本文的开发背景，方便大家了解为什么要使用悲观锁以及文中锁的详细设计。

任务分发系统：任务池（mysql）中存在大量任务（文章），现在需要用户协助编辑，系统基本需求如下（简化版）：

1、推送用户感兴趣的分类下的任务到用户编辑器中；
2、用户编辑提交一个任务后，自动推送下一个任务；
3、每次只分配一个任务给用户；
4、如果一个用户占有某任务超过一定时间，则自动释放任务，任务进任务池，重新循环；
5、……

目标

目标有两个：

1、一个任务在同一时间段内只能被一个用户所持有；

2、避免出现死任务，即避免任务被用户长时间占有，无法释放。

思路

由于系统并发量较大，并且有频繁的写操作，所以选择悲观锁来控制每个任务只能同时被一个用户领取。主要思路如下：

1、从任务池中找出一部分可分配的任务；
2、根据一定顺序，选择一个任务，作为候选推送任务；
3、尝试对候选推送任务加锁；
4、如果加锁成功，则推送任务给用户，并修改对应的任务状态和用户状态；
5、如果加锁失败，则任务已被领取，重复2-5，直到推送成功。

实现

这里只介绍下锁的实现机制，其余业务逻辑略过。由于加锁过程应该是不可拆解的，也就是常说的原子型操作，因此这里选择redis中的setnx操作作为加锁的方法。

简化版的代码如下：

function lock($strMutex, $intTimeout) {
  $objRedis = new Redis();
  //使用setnx原子型操作加锁
  $intRet  = $objRedis->setnx($strMutex, 1);
  if ($intRet) {
    //设置过期时间，防止死任务的出现
    $objRedis->expire($strMutex, $intTimeout);
    return true;
  }
  return false;
}

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这段代码有个问题，就是setnx成功，但expire失败，这就可能存在死任务的情况。解决这个问题的一种通用方法是通过使用incr方法代替setnx，具体如下：

function lock($strMutex, $intTimeout, $intMaxTimes = 0) {
  $objRedis = new Redis();
  //使用incr原子型操作加锁
  $intRet  = $objRedis->incr($strMutex);
  if ($intRet === 1) {
    //设置过期时间，防止死任务的出现
    $objRedis->expire($strMutex, $intTimeout);
    return true;
  }
  if ($intMaxTimes > 0 && $intRet >= $intMaxTimes && $objRedis->ttl($strMutex) === -1) {
    //当设置了最大加锁次数时，如果尝试加锁次数大于最大加锁次数并且无过期时间则强制解锁
    $objRedis->del($strMutex);
  }
  return false;
}

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这段代码通过$intMaxTimes来保证即使在expire未成功的时候也能强制解锁，保证系统不会出现死任务。

还有没有更好的方法呢？

其实redis中的set操作已兼容了setnx，并且支持设置过期时间。

function lock($strMutex, $intTimeout) {
  $objRedis = new Redis();
  //使用setnx操作加锁，同时设置过期时间
  $strRet  = $objRedis->set($strMutex, 1, 'ex', $intTimeout, 'nx');
  if ($strRet === 'OK') {
    return true;
  }
  return false;
}

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这个方法是我认为目前最好的，但是为什么没有直接介绍这个方法，而是先介绍incr那个方法呢？其实细心的同学可以看到上面那个方面有两个加粗的字”通用“。之所以这么说是因为set方法是从redis2.6.12版本才开始支持多参数的。

水平有限，欢迎指正~

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