Redis实现分布式锁 php

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

$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。

$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....

    }

}

?>

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：

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

        }

    }

}

?>