Redis上实现分布式锁以提高性能的方案研究

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require_once 'RedisFactory.php';
 
/**
* 在 Redis 上实现的分布式锁
*/
class RedisLock {
  
//单例模式
  private static $_instance = null;
  public static function instance() {
    if(self::$_instance == null) {
      self::$_instance = new RedisLock();
    }
    return self::$_instance;
  }
 
  
//redis对象变量
  private $redis;
  
//存放被锁的标志名的数组
  private $lockedNames = array();
 
  public function __construct() {
    
//获取一个 RedisString 实例
    $this->redis = RedisFactory::instance()->getString();
  }
 
  
/** 
  
* 加锁
  
*
  
* @param string 锁的标识名
  
* @param int 获取锁失败时的等待超时时间(秒), 在此时间之内会一直尝试获取锁直到超时. 为 0 表示失败后直接返回不等待
  
* @param int 当前锁的最大生存时间(秒), 必须大于 0 . 如果超过生存时间后锁仍未被释放, 则系统会自动将其强制释放
  
* @param int 获取锁失败后挂起再试的时间间隔(微秒)
  
*/
  public function lock($name, $timeout = 0, $expire = 15, $waitIntervalUs = 100000) {
    if(empty($name)) return false;
 
    $timeout = (int)$timeout;
    $expire = max((int)$expire, 5);
    $now = microtime(true);
    $timeoutAt = $now + $timeout;
    $expireAt = $now + $expire;
 
    $redisKey = "Lock:$name";
    while(true) {
      $result = $this->redis->setnx($redisKey, (string)$expireAt);
      if($result !== false) {
        
//对$redisKey设置生存时间
        $this->redis->expire($redisKey, $expire);
        
//将最大生存时刻记录在一个数组里面
        $this->lockedNames[$name] = $expireAt;
        return true;
      }
 
      
//以秒为单位，返回$redisKey 的剩余生存时间
      $ttl = $this->redis->ttl($redisKey);
      
// TTL 小于 0 表示 key 上没有设置生存时间(key 不会不存在, 因为前面 setnx 会自动创建)
      
// 如果出现这种情况, 那就是进程在某个实例 setnx 成功后 crash 导致紧跟着的 expire 没有被调用. 这时可以直接设置 expire 并把锁纳为己用
      if($ttl  0) {
        $this->redis->set($redisKey, (string)$expireAt, $expire);
        $this->lockedNames[$name] = $expireAt;
        return true;
      }
 
      
// 设置了不等待或者已超时
      if($timeout = 0 || microtime(true) > $timeoutAt) break;
 
      
// 挂起一段时间再试
      usleep($waitIntervalUs);
    }
 
    return false;
  }
 
  
/**
  
* 给当前锁增加指定的生存时间(秒), 必须大于 0
  
*
  
* @param string 锁的标识名
  
* @param int 生存时间(秒), 必须大于 0
  
*/
  public function expire($name, $expire) {
    if($this->isLocking($name)) {
      if($this->redis->expire("Lock:$name", max($expire, 1))) {
        return true;
      }
    }
    return false;
  }
 
  
/**
  
* 判断当前是否拥有指定名称的锁
  
*
  
* @param mixed $name
  
*/
  public function isLocking($name) {
    if(isset($this->lockedNames[$name])) {
      return (string)$this->lockedNames[$name] == (string)$this->redis->get("Lock:$name");
    }
    return false;
  }
 
  
/**
  
* 释放锁
  
*
  
* @param string 锁的标识名
  
*/
  public function unlock($name) {
    if($this->isLocking($name)) {
      if($this->redis->deleteKey("Lock:$name")) {
        unset($this->lockedNames[$name]);
        return true;
      }
    }
    return false;
  }
 
  
/** 释放当前已经获取到的所有锁 */
  public function unlockAll() {
    $allSuccess = true;
    foreach($this->lockedNames as $name => $item) {
      if(false === $this->unlock($name)) {
        $allSuccess = false;
      }
    }
    return $allSuccess;
  }
}