php与Redis实现分布式锁
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：
<?php/**
* 实现Redis分布锁
*/
$key="test";//要更新信息的缓存KEY
$lockKey="lock:".$key;//设置锁KEY
$lockExpire=10;//设置锁的有效期为10秒
//获取缓存信息
$result=$redis->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
}
}
}
实现分布式锁用到的Redis命令介绍：
setnx(key, value)
将key的值设为value，当且仅当key不存在。
若给定的key已经存在，则SETNX不做任何动作。
SETNX是”SET if Not eXists”(如果不存在，则SET)的简写。
返回值：
设置成功，返回1。
设置失败，返回0。
get(key)
返回key所关联的字符串值。
如果key不存在则返回特殊值nil。
假如key储存的值不是字符串类型，返回一个错误，因为GET只能用于处理字符串值。
返回值：
key的值。
如果key不存在，返回nil。
getset(key, value)
将给定key的值设为value，并返回key的旧值。
当key存在但不是字符串类型时，返回一个错误。
返回值：
返回给定key的旧值(old value)。
当key没有旧值时，返回nil。
expire(key, seconds)
为给定key设置生存时间。
当key过期时，它会被自动删除。
在Redis中，带有生存时间的key被称作“易失的”(volatile)。
在低于2.1.3版本的Redis中，已存在的生存时间不可覆盖。
从2.1.3版本开始，key的生存时间可以被更新，也可以被PERSIST命令移除。(详情参见 http://redis.io/topics/expire)。
返回值：
设置成功返回1。
当key不存在或者不能为key设置生存时间时(比如在低于2.1.3中你尝试更新key的生存时间)，返回0。
ttl(key)
返回给定key的剩余生存时间(time to live)(以秒为单位)。
返回值：
key的剩余生存时间(以秒为单位)。
当key不存在或没有设置生存时间时，返回-1 。
del(key)
移除给定的一个或多个key。
返回值：
被移除key的数量。
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