Redis分布式锁--PHP

川长思鸟来 2022-12-22 09:05 104阅读 0赞

## Redis 分布式锁的作用 ##

在单机环境下，有个秒杀商品的活动，在短时间内，服务器压力和流量会陡然上升。这个就会存在并发的问题。想要解决并发需要解决以下问题

> 1、提高系统吞吐率也就是qps 每秒处理的请求书  
> 2、避免商品在高并发的情况下，出现资源争抢导致的超买超买问题

**解决问题一**：采用内存型数据库提高系统的qps  
**解决问题二**：就要用到经常会遇到的锁，例如MySQL 有读锁、写锁、排他锁、悲观锁、乐观锁。不过这里只讨论redis来实现锁

## 简单版设置锁 ##

$redis = new Redis();
    $redis->connect('127.0.0.1', 6379); //连接Redis
    
    $expire = 10;//有效期10秒
    $key = 'lock';//key
    $value = time() + $expire;//锁的值 = Unix时间戳 + 锁的有效期
    $lock = $redis->setnx($key, $value);
    //判断是否上锁成功，成功则执行下步操作
    if(!empty($lock))
    {
    //下步操作...       
    }

如果以这样的简单版设置锁就能解决所有问题，未免也太小看**锁**在程序中应用了。

按正常的操作示例基本上都是这样写的。但是这样写有一些问题

> 1、假如有10000 个请求访问了redis 不存在的键，这样请求就是指接到了MySQL数据，造成CPU短时间内达到100%甚至宕机。这样场景俗称缓存击穿造成的缓存雪崩。  
> 2、 假如CPU过高或者网络延时问题，造成锁没有被删除掉或者缓存键过期没有被回收的情况，就会形成死锁。

**解决问题**：引用reids **setnx** 方法的作用是，当设置的key 不存在时，设置新的值。这样就避免了缓存击穿的问题。检测键的过期时间，避免产生死锁

## 解决死锁问题 ##

$expire = 10;//有效期10秒
    	$key = 'lock';//key
    	$value = time() + $expire;//锁的值 = Unix时间戳 + 锁的有效期
    	$status = true;
    	while($status)
    	{
    	    $lock = $redis->setnx($key, $value);
    	    if(empty($lock))
    	    {
    	        $value = $redis->get($key);
    	        if($value < time())
    	        {
    	            $redis->del($key);
    	        }       
    	    }else{
    	        $status = false;
    	        //下步操作....
    	    }
    	}

> 1、按理说这样解决单机版锁竞争问题已经是没有多大问题了。那么特殊情况来了，如果这个设置锁的键由于意外情况没有被删除，这样同样会有死锁的情况发生。
> 
> 2、分布式集群业务业务场景下，每台服务器是独立存在的。多台服务器怎么通过一个标识来相互竞争锁呢。这里就用到了分布式锁

这里简单介绍一下，以MYSQL 的事务机制来延生。事务四个特性ACID，有四种隔离级别：未提交读、已提交读、可重复读、串行化。这些特性都只在单台服务器上生效。到了分布式集群了，数据在不同的服务器上，紧靠事务很难保持数据的一致性及隔离性，事务的作用就意义不大了。Redis也是如此。

## 正确的分布式锁的打开方式 ##

/**
    	 * 实现Redis分布锁
    	 */
    	$key        = 'demo';       //要更新信息的缓存KEY
    	$lockKey    = 'lock:'.$key; //设置锁KEY
    	$lockExpire = 10;           //设置锁的有效期为10秒
    	 
    	//获取缓存信息
    	$result = $redis->get($key);
    	//判断缓存中是否有数据
    	if(empty($result))
    	{
    	    $status = TRUE;
    	    while ($status)
    	    {
    	        //设置锁值为当前时间戳 + 有效期
    	        $lockValue = time() + $lockExpire;
    	        /**
    	         * 创建锁
    	         * 试图以$lockKey为key创建一个缓存,value值为当前时间戳
    	         * 由于setnx()函数只有在不存在当前key的缓存时才会创建成功
    	         * 所以，用此函数就可以判断当前执行的操作是否已经有其他进程在执行了
    	         * @var [type]
    	         */
    	        $lock = $redis->setnx($lockKey, $lockValue);
    	        /**
    	         * 满足两个条件中的一个即可进行操作
    	         * 1、上面一步创建锁成功;
    	         * 2、   1）判断锁的值（时间戳）是否小于当前时间    $redis->get()
    	         *      2）同时给锁设置新值成功    $redis->getset()
    	         */
    	        if(!empty($lock) || ($redis->get($lockKey) < time() && $redis->getSet($lockKey, $lockValue) < time() ))
    	        {
    	            //给锁设置生存时间
    	            $redis->expire($lockKey, $lockExpire);
    	            //******************************
    	            //此处执行插入、更新缓存操作...
    	            //******************************
    	 
    	            //以上程序走完删除锁
    	            //检测锁是否过期，过期锁没必要删除
    	            if($redis->ttl($lockKey))
    	                $redis->del($lockKey);
    	            $status = FALSE;
    	        }else{
    	            /**
    	             * 如果存在有效锁这里做相应处理
    	             *      等待当前操作完成再执行此次请求
    	             *      直接返回
    	             */
    	            sleep(2);//等待2秒后再尝试执行操作
    	        }
    	    }
    	}