PHP flock()替代方法

Question

PHP的flock()文档页面指出，在IIS下使用它是不安全的。如果我不能在所有情况下都依赖flock，有没有其他方法可以安全地实现同样的目标？

Answer 1

在所有假想的可能情况下，没有其他选择可以安全地实现同样的目标。这是通过设计计算机系统和the job is not trivial for cross-platform code实现的。

如果您需要安全地使用flock()，请记录您的应用程序的要求。

或者，您可以创建自己的锁定机制，但是您必须确保它是原子的。这意味着，您必须测试锁，如果它不存在，则建立锁，同时您需要确保其他任何人都无法获得中间的锁。

这可以通过创建一个表示锁的锁文件来实现，但前提是锁文件不存在。不幸的是，PHP没有提供这样的函数来以这种方式创建文件。

或者，您可以使用mkdir()创建一个目录并处理结果，因为在创建该目录时，它将返回true；如果该目录已经存在，它将返回false。

Answer 2

您可以在基于mkdir的读/写操作周围实现一个文件锁-解锁模式，因为它是原子的，而且速度非常快。我已经对此进行了压力测试，与mgutt不同的是，我没有发现瓶颈。不过，您必须处理死锁情况，这可能就是mgutt所经历的情况。死锁是指两个锁尝试相互等待。它可以通过锁定尝试的随机间隔来补救。如下所示：

// call this always before reading or writing to your filepath in concurrent situations
function lockFile($filepath){
   clearstatcache();
   $lockname=$filepath.".lock";
   // if the lock already exists, get its age:
   $life=@filectime($lockname);
   // attempt to lock, this is the really important atomic action:
   while (!@mkdir($lockname)){
         if ($life)
            if ((time()-$life)>120){
               //release old locks
               rmdir($lockname);
               $life=false;
         }
         usleep(rand(50000,200000));//wait random time before trying again
   }
}

然后在filepath中处理您的文件，完成后，调用：

function unlockFile($filepath){
   $unlockname= $filepath.".lock";   
   return @rmdir($unlockname);
}

我选择删除旧的锁，直到PHP执行时间达到最大值，以防脚本在解锁之前退出。一种更好的方法是在脚本失败时始终删除锁。有一个很好的方法，但是我忘了。

Answer 3

我的建议是使用mkdir()而不是flock()。这是一个读/写缓存的真实示例，展示了不同之处：

$data = false;
$cache_file = 'cache/first_last123.inc';
$lock_dir = 'cache/first_last123_lock';
// read data from cache if no writing process is running
if (!file_exists($lock_dir)) {
    // we suppress error messages as the cache file exists in 99,999% of all requests
    $data = @include $cache_file;
}
// cache file not found
if ($data === false) {
    // get data from database
    $data = mysqli_fetch_assoc(mysqli_query($link, "SELECT first, last FROM users WHERE id = 123"));
    // write data to cache if no writing process is running (race condition safe)
    // we suppress E_WARNING of mkdir() because it is possible in 0,001% of all requests that the dir already exists after calling file_exists()
    if (!file_exists($lock_dir) && @mkdir($lock_dir)) {
        file_put_contents($cache_file, '<?php return ' . var_export($data, true) . '; ?' . '>')) {
        // remove lock
        rmdir($lock_dir);
    }
}

现在，我们尝试使用flock()来实现同样的目标

$data = false;
$cache_file = 'cache/first_last123.inc';
// we suppress error messages as the cache file exists in 99,999% of all requests
$fp = @fopen($cache_file, "r");
// read data from cache if no writing process is running
if ($fp !== false && flock($fp, LOCK_EX | LOCK_NB)) {
    // we suppress error messages as the cache file exists in 99,999% of all requests
    $data = @include $cache_file;
    flock($fp, LOCK_UN);
}
// cache file not found
if (!is_array($data)) {
    // get data from database
    $data = mysqli_fetch_assoc(mysqli_query($link, "SELECT first, last FROM users WHERE id = 123"));
    // write data to cache if no writing process is running (race condition safe)
    $fp = fopen($cache_file, "c");
    if (flock($fp, LOCK_EX | LOCK_NB)) {
        ftruncate($fp, 0);
        fwrite($fp, '<?php return ' . var_export($data, true) . '; ?' . '>');
        flock($fp, LOCK_UN);
    }
}

重要的部分是LOCK_NB，以避免阻塞所有连续的请求：

如果您不希望LOCK_NB ()在锁定时阻塞，也可以将flock作为位掩码添加到上述操作之一。

如果没有它，代码将会产生巨大的瓶颈！

另外一个重要的部分是if (!is_array($data)) {。这是因为$data可能包含：

1. array()作为失败include
2. or的db query
3. false的结果为空字符串(race condition)

如果第一个访问者执行下面这行代码，就会出现竞争条件：

$fp = fopen($cache_file, "c");

而另一个访问者在一毫秒后执行这一行：

if ($fp !== false && flock($fp, LOCK_EX | LOCK_NB)) {

这意味着第一个访问者创建了空文件，而第二个访问者创建了锁，因此include返回一个空字符串。

因此，您看到了许多通过使用mkdir()可以避免的陷阱，而且速度也快了7倍：

$filename = 'index.html';
$loops = 10000;
$start = microtime(true);
for ($i = 0; $i < $loops; $i++) {
    file_exists($filename);
}
echo __LINE__ . ': ' . round(microtime(true) - $start, 5) . PHP_EOL;
$start = microtime(true);
for ($i = 0; $i < $loops; $i++) {
    $fp = @fopen($filename, "r");
    flock($fp, LOCK_EX | LOCK_NB);
}
echo __LINE__ . ': ' . round(microtime(true) - $start, 5) . PHP_EOL;

结果：

file_exists: 0.00949
fopen/flock: 0.06401

另外，正如你所看到的，我在mkdir()前面使用了file_exists()。这是因为my tests (德语)单独使用mkdir()导致了瓶颈。