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PHP 并發場景的 3 種解決方案

2020-09-14 15:37:57 後端開發

在秒殺,搶購等并發場景下,可能會出現超賣的現象,在 PHP 語言中并沒有原生提供并發的解決方案,因此就需要借助其他方式來實作并發控制,

列出常見的解決方案有:

使用佇列,額外起一個行程處理佇列,并發請求都放到佇列中,由額外行程串行處理,并發問題就不存在了,但是要額外行程支持以及處理延遲嚴重,本文不先不討論這種方法,

利用資料庫事務特征,做原子更新,此方法需要依賴資料庫的事務特性,

借助檔案排他鎖,在處理下單請求的時候,用 flock 鎖定一個檔案,成功拿到鎖的才能處理訂單,

一、利用 Redis 事務特征

redis 事務是原子操作,可以保證訂單處理的程序中資料沒有被其它并發的行程修改,

示例代碼:

<?php
$http = new swoole_http_server("0.0.0.0", 9509);   // 監聽 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);    // 模擬唯一用戶ID
 $redis = new Redis();
 $redis->connect('127.0.0.1', 6379);    // 連接 redis
 $redis->watch('rest_count');  // 監測 rest_count 是否被其它的行程更改
 $rest_count = intval($redis->get("rest_count"));  // 模擬唯一訂單ID
 if ($rest_count > 0){
 $value = "https://www.cnblogs.com/a609251438/p/{$rest_count}-{$uniqid}";  // 表示當前訂單,被當前用戶搶到了
 // do something ... 主要是模擬用戶搶到單后可能要進行的一些密集運算
 $rand = rand(100, 1000000);
 $sum = 0;
 for ($i = 0; $i < $rand; $i++) {$sum += $i;}
 // redis 事務
 $redis->multi();
 $redis->lPush('uniqids', $value);
 $redis->decr('rest_count');
 $replies = $redis->exec();  // 執行以上 redis 事務
 // 如果 rest_count 的值被其它的并發行程更改了,以上事務將回滾
 if (!$replies) {
 echo "訂單 {$value} 回滾" . PHP_EOL;
 }
 }
 $redis->unwatch();
});
$http->start();

  

使用 ab 測驗

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

  

二、利用檔案排他鎖 (阻塞模式)

阻塞模式下,如果行程在獲取檔案排他鎖時,其它行程正在占用鎖的話,此行程會掛起等待其它行程釋放鎖后,并自己獲取到鎖后,再往下執行,

示例代碼:

<?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);
 $fp = fopen("lock.txt", "w+");
 // 阻塞(等待)模式, 要取得獨占鎖定(寫入的程式)
 if (flock($fp,LOCK_EX)) {  //鎖定當前指標
 // 成功取得鎖后,放心處理訂單
 $rest_count = intval($redis->get("rest_count"));
 $value = "https://www.cnblogs.com/a609251438/p/{$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);
 $redis->decr('rest_count');
 }
 // 訂單處理完成后,再釋放鎖
 flock($fp, LOCK_UN);
 }
 fclose($fp);
});
$http->start();

  

使用 ab 測驗

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

  

三、利用檔案排他鎖 (非阻塞模式)

非阻塞模式下,如果行程在獲取檔案排他鎖時,其它行程正在占用鎖的話,此行程會馬上判斷獲取鎖失敗,并且繼續往下執行,\

示例代碼:

<?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);
 $fp = fopen("lock.txt", "w+");
 // 非阻塞模式, 如果不希望 flock() 在鎖定時堵塞,則給 lock 加上 LOCK_NB
 if(flock($fp,LOCK_EX | LOCK_NB))   //鎖定當前指標
 {
 // 成功取得鎖后,放心處理訂單
 $rest_count = intval($redis->get("rest_count"));
 $value = "https://www.cnblogs.com/a609251438/p/{$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);
 $redis->decr('rest_count');
 }
 // 訂單處理完成后,再釋放鎖
 flock($fp,LOCK_UN);
 } else {
 // 如果獲取鎖失敗,馬上進入這里執行
 echo "{$uniqid} - 系統繁忙,請稍后再試".PHP_EOL;
 }
 fclose($fp);
});
$http->start();

  

使用 ab 測驗

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

  

最后給出三種處理方式的測驗結果比較

redis 事務方式:

......
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
......

  

檔案排他鎖(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
...... 

  

檔案排他鎖(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
......

  

經測驗結果對比,redis 事務方式優于檔案排他鎖方式,而檔案排他鎖方式中,非阻塞模式優于阻塞模式,

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