Redis 分布式锁--PHP

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
            }
        }
    }

结尾

文章从知识面的广度(mysql)、示例代码优缺点的简介及应用的场景，区别于其他博客文章。嘿嘿~