laravel中锁以及事务的简单使用

 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)