PHP实现Redis单据锁以及防止并发重复写入

一、前言:在整个供应链系统中,会有很多种单据(采购单、入库单、到货单、运单等等),在涉及写单据数据的接口时(增删改操作),即使前端做了相关限制,还是有可能因为网络或异常操作产生并发重复调用的情况,导致对相同单据做相同的处理:为了防止这种情况对系统造成异常影响,我们通过Redis实现了一个简单的单据锁,每个请求需先获取锁才能执行业务逻辑,执行结束后才会释放锁;保证了同一单据的并发重复操作请求只有一个请求可以获取到锁(依赖Redis的单线程),是一种悲观锁的设计;注:Redis锁在我们的系统中一般只用于解决并发重复请求的情况,对于非并发的的重复请求一般会去数据库或日志校验数据的状态,两种机制结合起来才能保证整个链路的可靠。
二、加锁机制:主要依赖Redis setnx指令实现:但使用setnx有一个问题,即setnx指令不支持设置过期时间,需要使用expire指令另行为key设置超时时间,这样整个加锁操作就不是一个原子性操作,有可能存在setnx加锁成功,但因程序异常退出导致未成功设置超时时间,在不及时解锁的情况下,有可能会导致死锁(即使业务场景中不会出现死锁,无用的key一直常驻内存也不是很好的设计);这种情况可以使用Redis事务解决,把setnx与expire两条指令作为一个原子性操作执行,但这样做相对而言会比较麻烦,好在Redis 2.6.12之后版本,Redis set指令支持了nx、ex模式,并支持原子化地设置过期时间:三、加锁实现(完整测试代码会贴在最后):/** * 加单据锁 * @param int $intOrderId 单据ID * @param int $intExpireTime 锁过期时间(秒) * @return bool|int 加锁成功返回唯一锁ID,加锁失败返回false */public static function addLock($intOrderId, $intExpireTime = self::REDIS_LOCK_DEFAULT_EXPIRE_TIME){ //参数校验 if (empty($intOrderId) || $intExpireTime <= 0) {  return false; } //获取Redis连接 $objRedisConn = self::getRedisConn(); //生成唯一锁ID,解锁需持有此ID $intUniqueLockId = self::generateUniqueLockId(); //根据模板,结合单据ID,生成唯一Redis key(一般来说,单据ID在业务中系统中唯一的) $strKey = sprintf(self::REDIS_LOCK_KEY_TEMPLATE, $intOrderId); //加锁(通过Redis setnx指令实现,从Redis 2.6.12开始,通过set指令可选参数也可以实现setnx,同时可原子化地设置超时时间) $bolRes = $objRedisConn->set($strKey, $intUniqueLockId, ['nx', 'ex'=>$intExpireTime]); //加锁成功返回锁ID,加锁失败返回false return $bolRes ? $intUniqueLockId : $bolRes;}四、解锁机制:解锁即比对加锁时的唯一lock id,如果比对成功,则删除key;需要注意的是,解锁整个过程中同样需要保证原子性,这里依赖redis的watch与事务实现;WATCH命令可以监控一个或多个键,一旦其中有一个键被修改(或删除),之后的事务就不会执行。
监控一直持续到EXEC命令(事务中的命令是在EXEC之后才执行的,所以在MULTI命令后可以修改WATCH监控的键值)五、解锁实现(完整测试代码会贴在最后):/**  * 解单据锁  * @param int $intOrderId 单据ID  * @param int $intLockId 锁唯一ID  * @return bool  */ public static function releaseLock($intOrderId, $intLockId) {  //参数校验  if (empty($intOrderId) || empty($intLockId)) {   return false;  }  //获取Redis连接  $objRedisConn = self::getRedisConn();  //生成Redis key  $strKey = sprintf(self::REDIS_LOCK_KEY_TEMPLATE, $intOrderId);  //监听Redis key防止在【比对lock id】与【解锁事务执行过程中】被修改或删除,提交事务后会自动取消监控,其他情况需手动解除监控  $objRedisConn->watch($strKey);  if ($intLockId == $objRedisConn->get($strKey)) {   $objRedisConn->multi()->del($strKey)->exec();   return true;  }  $objRedisConn->unwatch();  return false; }六、附整体测试代码(此代码仅为简易版本)set($strKey, $intUniqueLockId, ['nx', 'ex'=>$intExpireTime]);//加锁成功返回锁ID,加锁失败返回false  return $bolRes ? $intUniqueLockId : $bolRes; }/**  * 解单据锁  * @param int $intOrderId 单据ID  * @param int $intLockId 锁唯一ID  * @return bool  */public static function releaseLock($intOrderId, $intLockId) {//参数校验  if (empty($intOrderId) || empty($intLockId)) {return false;  }//获取Redis连接  $objRedisConn = self::getRedisConn();//生成Redis key  $strKey = sprintf(self::REDIS_LOCK_KEY_TEMPLATE, $intOrderId);//监听Redis key防止在【比对lock id】与【解锁事务执行过程中】被修改或删除,提交事务后会自动取消监控,其他情况需手动解除监控  $objRedisConn->watch($strKey);if ($intLockId == $objRedisConn->get($strKey)) {$objRedisConn->multi()->del($strKey)->exec();return true;  }$objRedisConn->unwatch();return false; }/**  * Redis配置:IP  */const REDIS_CONFIG_HOST = '127.0.0.1';/**  * Redis配置:端口  */const REDIS_CONFIG_PORT = 6379;/**  * 获取Redis连接(简易版本,可用单例实现)  * @param string $strIp IP  * @param int $intPort 端口  * @return object Redis连接  */public static function getRedisConn($strIp = self::REDIS_CONFIG_HOST, $intPort = self::REDIS_CONFIG_PORT) {$objRedis = new Redis();$objRedis->connect($strIp, $intPort);return $objRedis; }/**  * 用于生成唯一的锁ID的redis key  */const REDIS_LOCK_UNIQUE_ID_KEY = 'lock_unique_id';/**  * 生成锁唯一ID(通过Redis incr指令实现简易版本,可结合日期、时间戳、取余、字符串填充、随机数等函数,生成指定位数唯一ID)  * @return mixed  */public static function generateUniqueLockId() {return self::getRedisConn()->incr(self::REDIS_LOCK_UNIQUE_ID_KEY); }}//test$res1 = Lock_Service::addLock('666666');var_dump($res1);//返回lock id,加锁成功$res2 = Lock_Service::addLock('666666');var_dump($res2);//false,加锁失败$res3 = Lock_Service::releaseLock('666666', $res1);var_dump($res3);//true,解锁成功$res4 = Lock_Service::releaseLock('666666', $res1);var_dump($res4);//false,解锁失败来源:https://segmentfault.com/a/1190000014270584

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