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PHP 并发场景的 3 种解决方案

在秒杀,抢购等并发场景下,可能会出现超卖的现象,在 PHP 语言中并没有原生提供并发的解决方案,因此就需要借助其他方式来实现并发控制。

列出常见的解决方案有:

使用队列,额外起一个进程处理队列,并发请求都放到队列中,由额外进程串行处理,并发问题就不存在了,但是要额外进程支持以及处理延迟严重,本文不先不讨论这种方法。

利用数据库事务特征,做原子更新,此方法需要依赖数据库的事务特性。

借助文件排他锁,在处理下单请求的时候,用 flock 锁定一个文件,成功拿到锁的才能处理订单。

一、利用 Redis 事务特征

redis 事务是原子操作,可以保证订单处理的过程中数据没有被其它并发的进程修改。

示例代码:

<?php
$http = new swoole_http_server("0.0.0.0", 9509);   // 监听 9509
$http->set(array(
 'reactor_num' => 2,  //reactor thread num
 'worker_num' => 4    //worker process num
));
$http->on('request', function (swoole_http_request $request, swoole_http_response $response) {
 $uniqid = uniqid('uid-', TRUE);    // 模拟唯一用户ID
 $redis = new Redis();
 $redis->connect('127.0.0.1', 6379);    // 连接 redis
 $redis->watch('rest_count');  // 监测 rest_count 是否被其它的进程更改
 $rest_count = intval($redis->get("rest_count"));  // 模拟唯一订单ID
 if ($rest_count > 0){
 $value = "{$rest_count}-{$uniqid}";  // 表示当前订单,被当前用户抢到了
 // do something ... 主要是模拟用户抢到单后可能要进行的一些密集运算
 $rand = rand(100, 1000000);
 $sum = 0;
 for ($i = 0; $i < $rand; $i++) {$sum += $i;}
 // redis 事务
 $redis->multi();
 $redis->lPush('uniqids', $value);
 $redis->decr('rest_count');
 $replies = $redis->exec();  // 执行以上 redis 事务
 // 如果 rest_count 的值被其它的并发进程更改了,以上事务将回滚
 if (!$replies) {
 echo "订单 {$value} 回滚" . PHP_EOL;
 }
 }
 $redis->unwatch();
});
$http->start();复制代码

使用 ab 测试

$ ab -t 20 -c 10 http://192.168.1.104:9509/复制代码

二、利用文件排他锁 (阻塞模式)

阻塞模式下,如果进程在获取文件排他锁时,其它进程正在占用锁的话,此进程会挂起等待其它进程释放锁后,并自己获取到锁后,再往下执行。

示例代码:

<?php
$http = new swoole_http_server("0.0.0.0", 9510);
$http->set(array(
 'reactor_num' => 2,  //reactor thread num
 'worker_num' => 4    //worker process num
));
$http->on('request', function (swoole_http_request $request, swoole_http_response $response) {
 $uniqid = uniqid('uid-', TRUE);
 $redis = new Redis();
 $redis->connect('127.0.0.1', 6379);
 $fp = fopen("lock.txt", "w+");
 // 阻塞(等待)模式, 要取得独占锁定(写入的程序)
 if (flock($fp,LOCK_EX)) {  //锁定当前指针
 // 成功取得锁后,放心处理订单
 $rest_count = intval($redis->get("rest_count"));
 $value = "{$rest_count}-{$uniqid}";
 if ($rest_count > 0) {
 // do something ...
 $rand = rand(100, 1000000);
 $sum = 0;
 for ($i = 0; $i < $rand; $i++) {$sum += $i;}
 $redis->lPush('uniqids', $value);
 $redis->decr('rest_count');
 }
 // 订单处理完成后,再释放锁
 flock($fp, LOCK_UN);
 }
 fclose($fp);
});
$http->start();复制代码

使用 ab 测试

$ ab -t 20 -c 10 http://192.168.1.104:9510/复制代码

三、利用文件排他锁 (非阻塞模式)

非阻塞模式下,如果进程在获取文件排他锁时,其它进程正在占用锁的话,此进程会马上判断获取锁失败,并且继续往下执行。\

示例代码:

<?php
$http = new swoole_http_server("0.0.0.0", 9511);
$http->set(array(
 'reactor_num' => 2,  //reactor thread num
 'worker_num' => 4    //worker process num
));
$http->on('request', function (swoole_http_request $request, swoole_http_response $response) {
 $uniqid = uniqid('uid-', TRUE);
 $redis = new Redis();
 $redis->connect('127.0.0.1', 6379);
 $fp = fopen("lock.txt", "w+");
 // 非阻塞模式, 如果不希望 flock() 在锁定时堵塞,则给 lock 加上 LOCK_NB
 if(flock($fp,LOCK_EX | LOCK_NB))   //锁定当前指针
 {
 // 成功取得锁后,放心处理订单
 $rest_count = intval($redis->get("rest_count"));
 $value = "{$rest_count}-{$uniqid}";
 if($rest_count > 0){
 // do something ...
 $rand = rand(100, 1000000);
 $sum=0;
 for ($i=0;$i<$rand;$i++){ $sum+=$i; }
 $redis->lPush('uniqids', $value);
 $redis->decr('rest_count');
 }
 // 订单处理完成后,再释放锁
 flock($fp,LOCK_UN);
 } else {
 // 如果获取锁失败,马上进入这里执行
 echo "{$uniqid} - 系统繁忙,请稍后再试".PHP_EOL;
 }
 fclose($fp);
});
$http->start();复制代码

使用 ab 测试

$ ab -t 20 -c 10 http://192.168.1.104:9511/复制代码

最后给出三种处理方式的测试结果比较

redis 事务方式:

......
Concurrency Level:      10
Time taken for tests:   20.005 seconds
Complete requests:      17537
Failed requests:        0
Total transferred:      2578380 bytes
HTML transferred:       0 bytes
Requests per second:    876.62 [#/sec] (mean)
Time per request:       11.407 [ms] (mean)
Time per request:       1.141 [ms] (mean, across all concurrent requests)
Transfer rate:          125.86 [Kbytes/sec] received
......复制代码

文件排他锁(阻塞模式):

......
Concurrency Level:      10
Time taken for tests:   20.003 seconds
Complete requests:      8205
Failed requests:        0
Total transferred:      1206282 bytes
HTML transferred:       0 bytes
Requests per second:    410.19 [#/sec] (mean)
Time per request:       24.379 [ms] (mean)
Time per request:       2.438 [ms] (mean, across all concurrent requests)
Transfer rate:          58.89 [Kbytes/sec] received
...... 复制代码

文件排他锁(非阻塞模式):

......
Concurrency Level:      10
Time taken for tests:   20.002 seconds
Complete requests:      8616
Failed requests:        0
Total transferred:      1266846 bytes
HTML transferred:       0 bytes
Requests per second:    430.77 [#/sec] (mean)
Time per request:       23.214 [ms] (mean)
Time per request:       2.321 [ms] (mean, across all concurrent requests)
Transfer rate:          61.85 [Kbytes/sec] received
......复制代码

经测试结果对比,redis 事务方式优于文件排他锁方式,而文件排他锁方式中,非阻塞模式优于阻塞模式。

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