PHP使用互斥锁确保代码的线程安全的操作示例

PHP教程 2025-08-02

目录

  • 代码的线程安全
  • wise-locksmith 库介绍
    • 安装
    • 特性
    • 基本功能
      • 文件锁(flock)
      • 分布式锁(redisLock)
    • 高级功能
      • 红锁(redLock)
      • 协程级别的互斥锁(channelLock)
    • 实际应用场景
    • 结语

      代码的线程安全

      在没有互斥机制的情况下,多个进程或线程可能会同时修改同一个资源,导致数据不一致的问题。例如,在一个简单的库存扣减操作中:

      // 假设库存为 10
      $stock = 10;
      
      // 多个请求同时到达,每个请求都扣减库存
      for ($i = 0; $i  20; $i++) {
          $stock--;
      }
      // 最终库存可能不是我们预期的 0,而是负数
      

      这种情况在实际开发中是不可接受的。那么,我们如何确保在 PHP 中实现代码的互斥执行呢?

      wise-locksmith 库介绍

      wise-locksmith是一个 PHP 互斥锁库,它提供了多种锁机制来帮助我们解决线程安全问题。并且这个库不局限于任何框架,也就是说只要是在 PHP 环境中,都可以使用

      下面,我们将详细介绍这个库的安装、特性、基本与高级功能,并结合实际应用场景展示其在项目中的使用。来,继续往下看吧~

      安装

      首先,我们通过 Composer 快速安装 wise-locksmith:

      composer require pudongping/wise-locksmith
      

      特性

      wise-locksmith提供了多种锁机制,以适应不同的应用场景:

      • 文件锁(flock):适用于单服务器环境。
      • 分布式锁(redisLock):适用于需要跨多个服务器或实例的分布式环境。
      • 红锁(redLock):适用于 Redis 集群环境,提供更高的可靠性。
      • 协程级别的互斥锁(channelLock):适用于 Swoole 协程环境。

      基本功能

      文件锁(flock)

      文件锁没有任何依赖。可通过可选的第 3 个参数参数设置锁的超时时间,单位:秒。(支持浮点型,比如 1.5 表示 1500ms 也就是最多会等待 1500ms,如果没有抢占到锁,那么则主动放弃抢锁,同时会抛出 PudongpingWiseLocksmithExceptionTimeoutException异常) 设置成 PudongpingWiseLocksmithLockFileFlock::INFINITE_TIMEOUT时,表示永不过期,则当前一直会阻塞式抢占锁,直到抢占到锁为止。默认值为:PudongpingWiseLocksmithLockFileFlock::INFINITE_TIMEOUT。

      文件锁是最简单的一种锁,适用于单服务器环境。它通过锁定一个文件来实现互斥。以下是一个简单的文件锁示例:

      ?php
      require 'vendor/autoload.php';
      use PudongpingWiseLocksmithLocker;
      
      $path = tempnam(sys_get_temp_dir(), 'wise-locksmith-flock-');
      $fileHandler = fopen($path, 'r+');
      $locker = new Locker();
      try {
          $locker-flock($fileHandler, function () use ($stock) {
              // 这里写你想保护的代码
              $stock--;
              // 确保操作的原子性
          });
      } catch (Exception $e) {
          // 处理异常
      }
      fclose($fileHandler);
      unlink($path);
      

      分布式锁(redisLock)

      需要依赖 redis扩展。可通过可选的第 3 个参数设置锁的超时时间,单位:秒。(支持浮点型,比如 1.5 表示 1500ms 也就是最多会等待 1500ms,如果没有抢占到锁,那么则主动放弃抢锁,同时会抛出 PudongpingWiseLocksmithExceptionTimeoutException异常) 默认值为:5。第 4 个参数为当前锁的具有唯一性的值,除非有特殊情况下需要设置,一般不需要设置。

      在分布式系统中,我们经常需要确保跨多个服务器的操作是互斥的。redisLock提供了这样的功能:

      ?php
      $redis = new Redis();
      $redis-connect('127.0.0.1', 6379);
      $locker = new Locker();
      try {
          $locker-redisLock($redis, 'redisLock', function () use ($stock) {
              // 这里写你想保护的代码
              $stock--;
              // 确保操作的原子性
          });
      } catch (Exception $e) {
          // 处理异常
      }
      

      高级功能

      红锁(redLock)

      redLock 锁所需要设置的参数和 redisLock 锁除了第一个参数有区别以外,其他几个参数完全一致。redLock 锁是 redisLock 锁的集群实现。

      红锁是分布式锁的一种高级实现,它在 Redis 集群环境中提供更高的可靠性:

      ?php
      $redisInstances = [
          ['host' = '127.0.0.1', 'port' = 6379],
          // 其他 Redis 实例...
      ];
      $redis = array_map(function ($v) {
          $redis = new Redis();
          $redis-connect($v['host'], $v['port']);
          return $redis;
      }, $redisInstances);
      $locker = new Locker();
      try {
          $locker-redLock($redis, 'redLock', function () use ($stock) {
              // 这里写你想保护的代码
              $stock--;
              // 确保操作的原子性
          });
      } catch (Exception $e) {
          // 处理异常
      }
      

      协程级别的互斥锁(channelLock)

      使用此锁时,需要安装 swoole扩展。且版本必须大于等于 4.5。可通过可选的第 3 个参数设置锁的超时时间,单位:秒。(支持浮点型,比如 1.5 表示 1500ms 也就是最多会等待 1500ms,如果没有抢占到锁,那么则主动放弃抢锁,同时直接返回 false表示没有抢占到锁) 设置成 -1时,表示永不过期,则当前一直会阻塞式抢占锁,直到抢占到锁为止。默认值为:-1。

      在 Swoole 协程环境中,channelLock提供了协程级别的互斥锁:

      ?php
      $locker = new Locker();
      try {
          $locker-channelLock('channelLock', function () use ($stock) {
              // 这里写你想保护的代码
              $stock--;
              // 确保操作的原子性
          });
      } catch (Exception $e) {
          // 处理异常
      }
      

      实际应用场景

      假设我们有一个高并发的电商平台,需要在用户下单时扣减库存。使用 wise-locksmith库,我们可以确保在任何时候只有一个请求能够修改库存,从而避免超卖的问题。以下是如何在实际项目中使用 wise-locksmith来实现库存扣减的互斥操作:

      ?php
      // 假设我们有一个全局的 Redis 连接实例
      $redis = new Redis();
      $redis-connect('127.0.0.1', 6379);
      
      // 库存扣减操作
      function decreaseStock($productId, $quantity) {
          $locker = new Locker();
          try {
              $locker-redisLock($redis, "stock_lock_{$productId}", function () use ($productId, $quantity) {
                  // 这里写你想保护的代码
                  // 假设我们从数据库中获取当前库存
                  $stock = getStockFromDatabase($productId);
                  if ($stock = $quantity) {
                      // 更新库存
                      updateStockInDatabase($productId, $stock - $quantity);
                  }
              });
          } catch (Exception $e) {
              // 处理异常
          }
      }
      
      // 调用扣减库存函数
      decreaseStock(123, 1);
      

      结语

      通过 wise-locksmith库,我们可以轻松地在 PHP 应用中实现代码的互斥执行,无论是单服务器环境还是分布式系统。

      希望这篇文章能帮助你更好地理解和使用 wise-locksmith库,确保你的代码在多线程环境下的线程安全。如果你觉得这个库对你有点儿帮助,那就请帮忙点个 Star 呀~