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php中并發(fā)讀寫文件沖突的解決方案

更新時間：2013年10月25日 09:27:21 作者：

在這里提供4種高并發(fā)讀寫文件的方案，各有優(yōu)點，可以根據(jù)自己的情況解決php并發(fā)讀寫文件沖突的問題。

對于日IP不高或者說并發(fā)數(shù)不是很大的應(yīng)用，一般不用考慮這些！用一般的文件操作方法完全沒有問題。但如果并發(fā)高，在我們對文件進行讀寫操作時，很有可能多個進程對進一文件進行操作，如果這時不對文件的訪問進行相應(yīng)的獨占，就容易造成數(shù)據(jù)丟失。
例如：一個在線聊天室（這里假定把聊天內(nèi)容寫入文件），在同一時刻，用戶A和用戶B都要操作數(shù)據(jù)保存文件，首先是A打開了文件，然后更新里面的數(shù)據(jù)，但這里B也正好也打開了同一個文件，也準(zhǔn)備更新里面的數(shù)據(jù)。當(dāng)A把寫好的文件保存時，這里其實B已經(jīng)打開了文件。但當(dāng)B再把文件保存回去時，這里已經(jīng)造成了數(shù)據(jù)的丟失，因為這里B用戶完全不知道它所打開的文件在它對其進行更改時，A用戶也更改了這個文件，所以最后B用戶保存更改時，用戶A的更新就被會丟失。
對于這樣的問題，一般的解決方案時當(dāng)一進程對文件進行操作時，首先對其它進行加鎖，意味著這里只有該進程有權(quán)對文件進行讀取，其它進程如果現(xiàn)在讀，是完全沒有問題，但如果這時有進程試圖想對其進行更新，會遭到操作拒絕，先前對文件進行加鎖的進程這時如果對文件的更新操作完畢，這就釋放獨占的標(biāo)識，這時文件又恢復(fù)到了可更改的狀態(tài)。接下來同理，如果那個進程在操作文件時，文件沒有加鎖，這時，它就可以放心大膽的對文件進行鎖定，獨自享用。
一般的方案會是：

復(fù)制代碼代碼如下:

$fp=fopen('/tmp/lock.txt','w+');
if (flock($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！在多并發(fā)情況下，似乎是經(jīng)常獨占資源，不即時釋放，或者是根本不釋放，造成死鎖，從而使服務(wù)器的cpu占用很高，甚至有時候會讓服務(wù)器徹底死掉。好像在很多l(xiāng)inux/unix系統(tǒng)中，都會有這樣的情況發(fā)生。所以使用flock之前，一定要慎重考慮。
那么就沒有解決方案了嗎？其實也不是這樣的。如果flock()我們使用得當(dāng)，完全可能解決死鎖的問題。當(dāng)然如果不考慮使用flock()函數(shù)，也同樣會有很好的解決方案來解決我們的問題。經(jīng)過我個人的搜集和總結(jié)，大致歸納了解決方案有如下幾種。
方案一：對文件進行加鎖時，設(shè)置一個超時時間。大致實現(xiàn)如下：

復(fù)制代碼代碼如下:

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);
}

超時設(shè)置為1ms，如果這里時間內(nèi)沒有獲得鎖，就反復(fù)獲得，直接獲得到對文件操作權(quán)為止，當(dāng)然。如果超時限制已到，就必需馬上退出，讓出鎖讓其它進程來進行操作。

方案二：不使用flock函數(shù)，借用臨時文件來解決讀寫沖突的問題。大致原理如下：
（1）將需要更新的文件考慮一份到我們的臨時文件目錄，將文件最后修改時間保存到一個變量，并為這個臨時文件取一個隨機的，不容易重復(fù)的文件名。
（2）當(dāng)對這個臨時文件進行更新后，再檢測原文件的最后更新時間和先前所保存的時間是否一致。
（3）如果最后一次修改時間一致，就將所修改的臨時文件重命名到原文件，為了確保文件狀態(tài)同步更新，所以需要清除一下文件狀態(tài)。
（4）但是，如果最后一次修改時間和先前所保存的一致，這說明在這期間，原文件已經(jīng)被修改過，這時，需要把臨時文件刪除，然后返回false,說明文件這時有其它進程在進行操作。
實現(xiàn)代碼如下：

復(fù)制代碼代碼如下:

$dir_fileopen='tmp';
function randomid(){
    return time().substr(md5(microtime()),0,rand(5,12));
}
function cfopen($filename,$mode){
    global $dir_fileopen;
    clearstatcache();
    do{
  $id=md5(randomid(rand(),TRUE));
        $tempfilename=$dir_fileopen.'/'.$id.md5($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.'/'.$fp[2].md5($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);
  //說明有其它進程 在操作目標(biāo)文件，當(dāng)前進程被拒絕
        $success=false;
    }
    return $success;
}
$fp=cfopen('lock.txt','a+');
cfwrite($fp,"welcome to beijing.\n");
fclose($fp,'on');

對于上面的代碼所使用的函數(shù)，需要說明一下：
（1）rename();重命名一個文件或一個目錄，該函數(shù)其實更像linux里的mv。更新文件或者目錄的路徑或名字很方便。但當(dāng)我在window測試上面代碼時，如果新文件名已經(jīng)存在，會給出一個notice,說當(dāng)前文件已經(jīng)存在。但在linux下工作的很好。
（2）clearstatcache();清除文件的狀態(tài).php將緩存所有文件屬性信息，以提供更高的性能，但有時，多進程在對文件進行刪除或者更新操作時，php沒來得及更新緩存里的文件屬性，容易導(dǎo)致訪問到最后更新時間不是真實的數(shù)據(jù)。所以這里需要使用該函數(shù)對已保存的緩存進行清除。

方案三：對操作的文件進行隨機讀寫，以降低并發(fā)的可能性。
在對用戶訪問日志進行記錄時，這種方案似乎被采用的比較多。先前需要定義一個隨機空間，空間越大，并發(fā)的的可能性就越小，這里假設(shè)隨機讀寫空間為[1-500],那么我們的日志文件的分布就為log1~到log500不等。每一次用戶訪問，都將數(shù)據(jù)隨機寫到log1~log500之間的任一文件。在同一時刻，有2個進程進行記錄日志，A進程可能是更新的log32文件，而B進程呢？則此時更新的可能就為log399.要知道，如果要讓B進程也操作log32,概率基本上為1/500,差不多約等于零。在需要對訪問日志進行分析時，這里我們只需要先將這些日志合并，再進行分析即可。使用這種方案來記錄日志的一個好處時，進程操作排隊的可能性比較小，可以使進程很迅速的完成每一次操作。

方案四：將所有要操作的進程放入一個隊列中。然后專門放一個服務(wù)完成文件操作。隊列中的每一個排除的進程相當(dāng)于第一個具體的操作，所以第一次我們的服務(wù)只需要從隊列中取得相當(dāng)于具體操作事項就可以了，如果這里還有大量的文件操作進程，沒關(guān)系，排到我們的隊列后面即可，只要愿意排，隊列的多長都沒關(guān)系。

對于以前幾種方案，各有各的好處！大致可能歸納為兩類：
（1）需要排隊（影響慢）比如方案一、二、四
（2）不需要排隊。（影響快）方案三
在設(shè)計緩存系統(tǒng)時，一般我們不會采用方案三。因為方案三的分析程序和寫入程序是不同步的，在寫的時間，完全不考慮到時候分析的難度，只管寫的行了。試想一下，如我們在更新一個緩存時，如果也采用隨機文件讀寫法，那么在讀緩存時似乎會增加很多流程。但采取方案一、二就完全不一樣，雖然寫的時間需要等待（當(dāng)獲取鎖不成功時，會反復(fù)獲?。?，但讀文件是很方便的。添加緩存的目的就是要減少數(shù)據(jù)讀取瓶頸，從而提高系統(tǒng)性能。
從上為個人經(jīng)驗和一些資料的總結(jié)，有什么不對的地方，或者沒有談到的地方，歡迎各位同行指正。

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