php与Redis实现分布式锁

一、分布式锁的作用:

redis写入时不带锁定功能,为防止多个进程同时进行一个操作,出现意想不到的结果,so...对缓存进行插入更新操作时自定义加锁功能。

二、Redis的NX后缀命令

Redis有一系列的命令,其特点是以NX结尾,NX的意思可以理解为 NOT EXISTS(不存在),SETNX命令 (SET IF NOT EXISTS) 可以理解为如果不存在则插入,Redis分布式锁的实现主要就是使用SETNX命令。

三、实现原理

在进程请求执行操作前进行判断,加锁是否成功,加锁成功允许执行下步操作;

如果不成功,则判断锁的值(时间戳)是否大于当前时间,如果大于当前时间,则获取锁失败不允许执行下步操作;

如果锁的值(时间戳)小于当前时间,并且GETSET命令获取到的锁的旧值依然小于当前时间,则获取锁成功允许执行下步操作;

如果锁的值(时间戳)小于当前时间,并且GETSET命令获取到的锁的旧值大于当前时间,则获取锁失败不允许执行下步操作;

四、$redis->setnx() 设置锁

如果返回 1 ,则表示当前进程获得锁,并获得了当前插入/更新缓存的操作权限。

如果返回 0,表示锁已被其他进程获取,这是进程可以返回结果或者等待当前锁失效再请求。

五、解决死锁

如果只用SETNX命令设置锁的话,如果当持有锁的进程崩溃或删除锁失败时,其他进程将无法获取到锁,问题就大了。

解决方法是在获取锁失败的同时获取锁的值,并将值与当前时间进行对比,如果值小于当前时间说明锁以过期失效,进程可运用Redis的DEL命令删除该锁。

但是,简单粗暴的用DEL命令删除锁再SETNX命令上锁也会出现问题。比如,进程1获得锁后崩溃或删除锁失败,这时进程2检测到锁存在当已过期,用DEL命令删除锁并用SETNX命令设置锁,进程3也检测到锁过期,也用DEL命令删除锁也用SETNX命令设置了锁,这时进程2和进程3同时获得了锁。问题大了!

为了解决这个问题,这里用到了Redis的GETSET命令,GETSET命令在给锁设置新值的同时返回锁的旧值,这里利用了GETSET命令同时获取和赋值的特性,在此期间其他进程无法修改锁的值。

例如:

进程1获得锁后操作超时/崩溃/删除锁失败,

进程2检测到锁已存在,但获取锁的值对比当前时间发现锁已过期,

进程2通过GETSET命令重新给锁赋予新的值,并获取到的锁的旧值,再次对比锁的旧值与当前时间,如果锁的旧值依然小于当前时间的话,这时进程2就可以忽略进程1余留下的废锁进行下步操作了。

进程2完成下步操作后返回前应该删除锁,但在删除锁时可以先检测锁是否还未过期,未过期才做删除操作,已过期的就没必要在去删除锁了,因为很有可能其他进程检测到锁过期时已经去获取锁了。

这里要说明的是,如果有其他进程在进程2之前获取到锁,那么进程2将获取锁失败,但是进程2在用GETSET获取锁的旧值时也赋予了锁新的值,改写了其他进程赋予锁的超时值。看到这大家可能会有疑问了,进程2没获取到锁怎么能改变锁的值呢?是的,进程2改变了锁的原有值,但这一点小小的时间误差带来的影响是可以忽略。

以下是Redis实现分布式锁的完整PHP代码:

实现分布式锁用到的Redis命令介绍:

setnx(key, value)

将key的值设为value,当且仅当key不存在。

若给定的key已经存在,则SETNX不做任何动作。

SETNX是”SET if Not eXists”(如果不存在,则SET)的简写。

返回值:

设置成功,返回1。

设置失败,返回0。

get(key)

返回key所关联的字符串值。

如果key不存在则返回特殊值nil。

假如key储存的值不是字符串类型,返回一个错误,因为GET只能用于处理字符串值。

返回值:

key的值。

如果key不存在,返回nil。

getset(key, value)

将给定key的值设为value,并返回key的旧值。

当key存在但不是字符串类型时,返回一个错误。

返回值:

返回给定key的旧值(old value)。

当key没有旧值时,返回nil。

expire(key, seconds)

为给定key设置生存时间。

当key过期时,它会被自动删除。

在Redis中,带有生存时间的key被称作“易失的”(volatile)。

在低于2.1.3版本的Redis中,已存在的生存时间不可覆盖。

从2.1.3版本开始,key的生存时间可以被更新,也可以被PERSIST命令移除。(详情参见 http://redis.io/topics/expire)。

返回值:

设置成功返回1。

当key不存在或者不能为key设置生存时间时(比如在低于2.1.3中你尝试更新key的生存时间),返回0。

ttl(key)

返回给定key的剩余生存时间(time to live)(以秒为单位)。

返回值:

key的剩余生存时间(以秒为单位)。

当key不存在或没有设置生存时间时,返回-1 。

del(key)

移除给定的一个或多个key。

返回值:

被移除key的数量。

以上所述是本文章内容,希望对大家有所帮助,有需要的请加以下微信为好友

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