php中并发读写文件冲突的解决方案

对于日IP不高或者说并发数不是很大的应用,一般不用考虑这些!用一般的文件操作方法完全没有问题。但如果并发高,在我们对文件进行读写操作时,很有可能多个进程对进一文件进行操作,如果这时不对文件的访问进行相应的独占,就容易造成数据丢失。
例如:一个在线聊天室(这里假定把聊天内容写入文件),在同一时刻,用户A和用户B都要操作数据保存文件,首先是A打开了文件,然后更新里面的数据,但这里B也正好也打开了同一个文件,也准备更新里面的数据。当A把写好的文件保存时,这里其实B已经打开了文件。但当B再把文件保存回去时,这里已经造成了数据的丢失,因为这里B用户完全不知道它所打开的文件在它对其进行更改时,A用户也更改了这个文件,所以最后B用户保存更改时,用户A的更新就被会丢失。
对于这样的问题,一般的解决方案时当一进程对文件进行操作时,首先对其它进行加锁,意味着这里只有该进程有权对文件进行读取,其它进程如果现在读,是完全没有问题,但如果这时有进程试图想对其进行更新,会遭到操作拒绝,先前对文件进行加锁的进程这时如果对文件的更新操作完毕,这就释放独占的标识,这时文件又恢复到了可更改的状态。接下来同理,如果那个进程在操作文件时,文件没有加锁,这时,它就可以放心大胆的对文件进行锁定,独自享用。
一般的方案会是:

复制代码 代码如下:


$fp=fopen('/tmp/lock.txt','w+');
if (flock($fp,LOCK_EX)){
    fwrite($fp,"Write something here\n");
    flock($fp,LOCK_UN);
}else{
    echo 'Couldn\'t lock the file !';
}
fclose($fp);


但在PHP中,flock似乎工作的不是那么好!在多并发情况下,似乎是经常独占资源,不即时释放,或者是根本不释放,造成死锁,从而使服务器的cpu占用很高,甚至有时候会让服务器彻底死掉。好像在很多linux/unix系统中,都会有这样的情况发生。所以使用flock之前,一定要慎重考虑。
那么就没有解决方案了吗?其实也不是这样的。如果flock()我们使用得当,完全可能解决死锁的问题。当然如果不考虑使用flock()函数,也同样会有很好的解决方案来解决我们的问题。经过我个人的搜集和总结,大致归纳了解决方案有如下几种。
方案一:对文件进行加锁时,设置一个超时时间。大致实现如下:

复制代码 代码如下:


if($fp=fopen($fileName,'a')){
 $startTime=microtime();
 do{
  $canWrite=flock($fp,LOCK_EX);
  if(!$canWrite){
   usleep(round(rand(0,100)*1000));
  }
 }while((!$canWrite)&&((microtime()-$startTime)<1000));
 if($canWrite){
  fwrite($fp,$dataToSave);
 }
 fclose($fp);
}


超时设置为1ms,如果这里时间内没有获得锁,就反复获得,直接获得到对文件操作权为止,当然。如果超时限制已到,就必需马上退出,让出锁让其它进程来进行操作。

方案二:不使用flock函数,借用临时文件来解决读写冲突的问题。大致原理如下:
(1)将需要更新的文件考虑一份到我们的临时文件目录,将文件最后修改时间保存到一个变量,并为这个临时文件取一个随机的,不容易重复的文件名。
(2)当对这个临时文件进行更新后,再检测原文件的最后更新时间和先前所保存的时间是否一致。
(3)如果最后一次修改时间一致,就将所修改的临时文件重命名到原文件,为了确保文件状态同步更新,所以需要清除一下文件状态。
(4)但是,如果最后一次修改时间和先前所保存的一致,这说明在这期间,原文件已经被修改过,这时,需要把临时文件删除,然后返回false,说明文件这时有其它进程在进行操作。
实现代码如下:

复制代码 代码如下:


$dir_fileopen='tmp';
function randomid(){
    return time().substr(md5(microtime()),0,rand(5,12));
}
function cfopen($filename,$mode){
    global $dir_fileopen;
    clearstatcache();
    do{
  $id=md5(randomid(rand(),TRUE));
        $tempfilename=$dir_fileopen.'https://www.jb51.net/'.$id.md5($filename);
    } while(file_exists($tempfilename));
    if(file_exists($filename)){
        $newfile=false;
        copy($filename,$tempfilename);
    }else{
        $newfile=true;
    }
    $fp=fopen($tempfilename,$mode);
    return $fp?array($fp,$filename,$id,@filemtime($filename)):false;
}
function cfwrite($fp,$string){
 return fwrite($fp[0],$string);
}
function cfclose($fp,$debug='off'){
    global $dir_fileopen;
    $success=fclose($fp[0]);
    clearstatcache();
    $tempfilename=$dir_fileopen.'https://www.jb51.net/'.$fp[2].md5($fp[1]);
    if((@filemtime($fp[1])==$fp[3])||($fp[4]==true&&!file_exists($fp[1]))||$fp[5]==true){
        rename($tempfilename,$fp[1]);
    }else{
        unlink($tempfilename);
  //说明有其它进程 在操作目标文件,当前进程被拒绝
        $success=false;
    }
    return $success;
}
$fp=cfopen('lock.txt','a+');
cfwrite($fp,"welcome to beijing.\n");
fclose($fp,'on');


对于上面的代码所使用的函数,需要说明一下:
(1)rename();重命名一个文件或一个目录,该函数其实更像linux里的mv。更新文件或者目录的路径或名字很方便。但当我在window测试上面代码时,如果新文件名已经存在,会给出一个notice,说当前文件已经存在。但在linux下工作的很好。
(2)clearstatcache();清除文件的状态.php将缓存所有文件属性信息,以提供更高的性能,但有时,多进程在对文件进行删除或者更新操作时,php没来得及更新缓存里的文件属性,容易导致访问到最后更新时间不是真实的数据。所以这里需要使用该函数对已保存的缓存进行清除。

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