一、首先来说一下什么是共享锁?什么是排他锁?
共享:我可以读
写
加锁
, 别人可以 读
加锁
。
排他:只有我 才 可以 读
写
加锁
, 也就是说,必须要等我提交事务,其他的才可以操作。
二、简单例子实现加锁
锁和事务在使用时需要配合使用,也就是用锁时需要先开启事务,事务提交时,会自动解锁。
DB::beginTransaction(); // 开启事务$good = \App\Models\Good::sharedLock()->first(); //共享锁 s锁 读锁
// $good = \App\Models\Good::lockForUpdate()->first(); //排他锁 x锁 写锁...DB::commit();
DB::beginTransaction();
$goodsInfo = Goods::where('goods_id',$gid)->lockForUpdate()->first();
$goodsInfo->seckill_stock-=1;
$goodsInfo->save();
DB::commit();
三、怎样利用锁和事务解决并发问题?
在我们的工作中,常常会出现一些对数量控制有精确要求的需求,比如商品库存量、奖品数量、报名人数限制等等,这些应用场景往往都存在高并发可能,比较容易出现数据量超量问题。以下做一下示例探索:
(1)首先设计一个存量表
CREATE TABLE `product` (`id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,`product_name` varchar(255) NOT NULL DEFAULT '',`count` int(10) NOT NULL DEFAULT '0',PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=2 DEFAULT CHARSET=utf8mb4;
(2)添加一行数据如下,设定基础库存量为 10
(3)问题代码如下:
$process_num = 50; //开50个进程,模拟50个用户for ($i = 0; $i < $process_num; $i++) {MultiProcessHelper::instance($process_num)->multiProcessTask(function () use ($i) {if (Db::name('product')->where('id', 1)->value('count') > 0) {$res = Db::name('product')->where('id', 1)->setDec('count');if ($res) {dump('获取到更新资源权限:' . $i);}}});}
执行结果,50 个用户都获取到了更新资源的权限,但是数据库相应数据存量变成了 - 40
高并发带来的问题,同一时刻有多个进程读取同一条数据,同一时刻有多个进程更新同一条数据
(4)解决方案
1.方案1
要进行 DML 层面的限制(最后关卡安全,报错总比出现数据问题产生的影响小),主要的修改是将 count 的类型改成了无符号整数,这样该值就不可能再出现负数值
CREATE TABLE `product` (
`id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
`product_name` varchar(255) NOT NULL DEFAULT '',
`count` int(10) unsigned NOT NULL DEFAULT '0',
PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=2 DEFAULT CHARSET=utf8mb4;
执行一下代码,当 count 值从 10 减到 0 时,就不能再减少了,再减就会出现数据库报错
2.方案2
mysql 提供的行级锁 select ... lock in share mode(阻塞写),select ... for update(阻塞读写,悲观锁),所以 for update 机制能满足我们的原子要求。编辑代码如下:
$process_num = 50; //开50个进程,模拟50个用户for ($i = 0; $i < $process_num; $i++) {MultiProcessHelper::instance($process_num)->multiProcessTask(function () use ($i) {Db::startTrans(); //行级锁必须在事务中才能生效//设置for update,进程会阻塞在这里,只能允许一个进程获取到行锁,其他等待获取if (Db::name('product')->where('id', 1)->lock('for update')->value('count') > 0) { $res = Db::name('product')->where('id', 1)->setDec('count');if ($res) {dump('获取到更新资源权限:' . $i);}}Db::commit();});}
只有十个进程获取到了更新权限,消费正常
3.方案3
将条件语句放到 update 上,保持语句执行的原子性,杜绝并发幻读
修改代码如下:
$process_num = 50; //开50个进程,模拟50个用户for ($i = 0; $i < $process_num; $i++) {MultiProcessHelper::instance($process_num)->multiProcessTask(function () use ($i) {//合并两条语句为一条更新语句$res = Db::name('product')->where('id', 1)->where('count', '>', 0)->setDec('count');if ($res) {dump('获取到更新资源权限:' . $i);}});}
只有十个进程获取到了更新权限,消费正常
4.方案4
文件锁机制解决
$process_num = 50; //开50个进程,模拟50个用户for ($i = 0; $i < $process_num; $i++) {MultiProcessHelper::instance($process_num)->multiProcessTask(function () use ($i) {$filename = app()->getRootPath() . 'runtime/lock';$file = fopen($filename, 'w'); //打开文件$lock = flock($file, LOCK_EX);// $lock=flock($handle, LOCK_EX|LOCK_NB); (异步非阻塞,所有进程如果出现获取不到锁,不等待跳过,加锁失败)//获取文件排他锁:LOCK_EX(异步阻塞,只有一个进程获得锁,其他竞争进程等待)//还有一种共享锁:LOCK_SH(所有进程都可以获取共享锁,读取文件,当且只有一个锁时,才允许写操作,否则操作失败,容易出现死锁问题)if ($lock) {try {if (Db::name('product')->where('id', 1)->lock('for update')->value('count') > 0) {$res = Db::name('product')->where('id', 1)->setDec('count');if ($res) {dump('获取到更新资源权限:' . $i);}}} catch (\Exception $e) {dump($e->getMessage());} finally {flock($file, LOCK_UN); //无论如何都要释放锁}}fclose($file); //关闭文件句柄});}
只有十个进程获取到了更新权限,消费正常
5.方案5
分布式锁机制解决
以上文件锁,只适应于单体架构的需求,在集群架构、分布式等多机联网结构中就是掩耳盗铃了,所以适应性更好地锁机制还是要使用分布式锁,分布式锁最常用和最易用就是 redis 的 setnx 锁了。
$process_num = 50; //开50个进程,模拟50个用户for ($i = 0; $i < $process_num; $i++) {MultiProcessHelper::instance($process_num)->multiProcessTask(function () use ($i) {//获取redis锁//关于CacheHelper::getRedisLock是怎样获取锁的,注意几个点就行:1.如何避免死锁;2.如何设置过期时间;3.如何设置抢占条件;4.如何循环等待判断。这些不在本文讨论范围,可自行研究,以后有空我也可以写一篇博文$lock = CacheHelper::getRedisLock('redis_lock');if ($lock) {try {if (Db::name('product')->where('id', 1)->lock('for update')->value('count') > 0) {$res = Db::name('product')->where('id', 1)->setDec('count');if ($res) {dump('获取到更新资源权限:' . $i);}}} catch (\Exception $e) {dump($e->getMessage());}} else {
// dump('获取redis锁失败');}});}
参考链接:浅谈并发加锁 | Laravel China 社区 (learnku.com)