這一次總結和分享用Redis實現分布式鎖來完成電商的秒殺功能。先扯點個人觀點，之前我看了一篇博文說博客園的文章大部分都是分享代碼，博文裏強調說分享思路比分享代碼更重要（貌似大概是這個意思，若有誤請諒解），但我覺得，分享思路固然重要，但有了思路，卻沒有實現的代碼，那會讓人覺得很浮誇的，在工作中的程序猿都知道，你去實現一個功能模塊，一段代碼，雖然你有了思路，但是實現的過程也是很耗時的，特別是代碼調試，還有各種測試等等。所以我認為，思路+代碼，才是一篇好博文的主要核心。

　　直接進入主題。

　　一、前言

　　雙十一剛過不久，大家都知道在天貓、京東、蘇寧等等電商網站上有很多秒殺活動，例如在某一個時刻搶購一個原價1999現在秒殺價只要999的手機時，會迎來一個用戶請求的高峰期，可能會有幾十萬幾百萬的並發量，來搶這個手機，在高並發的情形下會對數據庫服務器或者是文件服務器應用服務器造成巨大的壓力，嚴重時說不定就宕機了，另一個問題是，秒殺的東西都是有量的，例如一款手機只有10臺的量秒殺，那麽，在高並發的情況下，成千上萬條數據更新數據庫（例如10臺的量被人搶一臺就會在數據集某些記錄下 減1），那次這個時候的先後順序是很亂的，很容易出現10臺的量，搶到的人就不止10個這種嚴重的問題。那麽，以後所說的問題我們該如何去解決呢？ 接下來我所分享的技術就可以拿來處理以上的問題： 分布式鎖。

　　二、實現思路

　　1.Redis實現分布式鎖思路

　　　　思路很簡單，主要用到的redis函數是setnx()，這個應該是實現分布式鎖最主要的函數。首先是將某一任務標識名（這裏用Lock:order作為標識名的例子）作為鍵存到redis裏，並為其設個過期時間，如果是還有Lock:order請求過來，先是通過setnx()看看是否能將Lock:order插入到redis裏，可以的話就返回true，不可以就返回false。當然，在我的代碼裏會比這個思路復雜一些，我會在分析代碼時進一步說明。

　　2.Redis實現任務隊列

　　　　這裏的實現會用到上面的Redis分布式的鎖機制，主要是用到了Redis裏的有序集合這一數據結構。例如入隊時，通過zset的add()函數進行入隊，而出隊時，可以用到zset的getScore()函數。另外還可以彈出頂部的幾個任務。

　　以上就是實現 分布式鎖 和 任務隊列 的簡單思路，如果你看完有點模棱兩可，那請看接下來的代碼實現。

　　三、代碼分析

　　（一）先來分析Redis分布式鎖的代碼實現　　

　　　　（1）為避免特殊原因導致鎖無法釋放，在加鎖成功後，鎖會被賦予一個生存時間（通過lock方法的參數設置或者使用默認值），超出生存時間鎖會被自動釋放鎖的生存時間默認比較短（秒級），因此，若需要長時間加鎖，可以通過expire方法延長鎖的生存時間為適當時間，比如在循環內。

　　　　（2）系統級的鎖當進程無論何種原因時出現crash時，操作系統會自己回收鎖，所以不會出現資源丟失，但分布式鎖不用，若一次性設置很長時間，一旦由於各種原因出現進程crash 或者其他異常導致unlock未被調用時，則該鎖在剩下的時間就會變成垃圾鎖，導致其他進程或者進程重啟後無法進入加鎖區域。

　　　　先看加鎖的實現代碼：這裏需要主要兩個參數，一個是$timeout,這個是循環獲取鎖的等待時間，在這個時間內會一直嘗試獲取鎖知道超時，如果為0，則表示獲取鎖失敗後直接返回而不再等待；另一個重要參數的$expire，這個參數指當前鎖的最大生存時間，以秒為單位的，它必須大於0，如果超過生存時間鎖仍未被釋放，則系統會自動強制釋放。這個參數的最要作用請看上面的（1）裏的解釋。

　　　　這裏先取得當前時間，然後再獲取到鎖失敗時的等待超時的時刻(是個時間戳)，再獲取到鎖的最大生存時刻是多少。這裏redis的key用這種格式："Lock:鎖的標識名",這裏就開始進入循環了，先是插入數據到redis裏，使用setnx()函數，這函數的意思是，如果該鍵不存在則插入數據，將最大生存時刻作為值存儲，假如插入成功，則對該鍵進行失效時間的設置，並將該鍵放在$lockedName數組裏，返回true，也就是上鎖成功；如果該鍵存在，則不會插入操作了，這裏有一步嚴謹的操作，那就是取得當前鍵的剩余時間，假如這個時間小於0，表示key上沒有設置生存時間（key是不會不存在的，因為前面setnx會自動創建）如果出現這種狀況，那就是進程的某個實例setnx成功後 crash 導致緊跟著的expire沒有被調用，這時可以直接設置expire並把鎖納為己用。如果沒設置鎖失敗的等待時間 或者 已超過最大等待時間了，那就退出循環，反之則 隔 $waitIntervalUs 後繼續 請求。 這就是加鎖的整一個代碼分析。

/**
* 加鎖
* @param  [type]  $name           鎖的標識名
* @param  integer $timeout        循環獲取鎖的等待超時時間，在此時間內會一直嘗試獲取鎖直到超時，為0表示失敗後直接返回不等待
* @param  integer $expire         當前鎖的最大生存時間(秒)，必須大於0，如果超過生存時間鎖仍未被釋放，則系統會自動強制釋放
* @param  integer $waitIntervalUs 獲取鎖失敗後掛起再試的時間間隔(微秒)
* @return [type]                  [description]
*/
public function lock($name, $timeout = 0, $expire = 15, $waitIntervalUs = 100000) {
    if ($name == null) return false;
    
    //取得當前時間
    $now = time();
    //獲取鎖失敗時的等待超時時刻
    $timeoutAt = $now + $timeout;
    //鎖的最大生存時刻
    $expireAt = $now + $expire;
    $redisKey = "Lock:{$name}";
    while (true) {
        //將rediskey的最大生存時刻存到redis裏，過了這個時刻該鎖會被自動釋放
        $result = $this->redisString->setnx($redisKey, $expireAt);
        if ($result != false) {
            //設置key的失效時間
            $this->redisString->expire($redisKey, $expireAt);
            //將鎖標誌放到lockedNames數組裏
            $this->lockedNames[$name] = $expireAt;
            return true;
        }
        //以秒為單位，返回給定key的剩余生存時間
        $ttl = $this->redisString->ttl($redisKey);
        //ttl小於0 表示key上沒有設置生存時間（key是不會不存在的，因為前面setnx會自動創建）
        //如果出現這種狀況，那就是進程的某個實例setnx成功後 crash 導致緊跟著的expire沒有被調用
        //這時可以直接設置expire並把鎖納為己用
        if ($ttl < 0) {
            $this->redisString->set($redisKey, $expireAt);
            $this->lockedNames[$name] = $expireAt;
            return true;
        }
        /*****循環請求鎖部分*****/
        //如果沒設置鎖失敗的等待時間 或者 已超過最大等待時間了，那就退出
        if ($timeout <= 0 || $timeoutAt < microtime(true)) break;
        //隔 $waitIntervalUs 後繼續 請求
        usleep($waitIntervalUs);
    }
    return false;
}

　　　　
接著看解鎖的代碼分析：解鎖就簡單多了，傳入參數就是鎖標識，先是判斷是否存在該鎖，存在的話，就從redis裏面通過deleteKey()函數刪除掉鎖標識即可。

/**
* 解鎖
* @param  [type] $name [description]
* @return [type]       [description]
*/
public function unlock($name) {
    //先判斷是否存在此鎖
    if ($this->isLocking($name)) {
        //刪除鎖
        if ($this->redisString->deleteKey("Lock:$name")) {
            //清掉lockedNames裏的鎖標誌
            unset($this->lockedNames[$name]);
            return true;
        }
    }
    return false;
}

　　　

再貼上刪除掉所有鎖的方法，其實都一個樣，多了個循環遍歷而已。

/**
* 釋放當前所有獲得的鎖
* @return [type] [description]
*/
public function unlockAll() {
    //此標誌是用來標誌是否釋放所有鎖成功
    $allSuccess = true;
    foreach ($this->lockedNames as $name => $expireAt) {
    if (false === $this->unlock($name)) {
    $allSuccess = false;
    }
    }
    return $allSuccess;
}

　　

以上就是用Redis實現分布式鎖的整一套思路和代碼實現的總結和分享，這裏我附上正一個實現類的代碼，代碼裏我基本上對每一行進行了註釋，方便大家快速看懂並且能模擬應用。想要深入了解的請看整個類的代碼：

/**
*在redis上實現分布式鎖
*/
class RedisLock {
    private $redisString;
    private $lockedNames = [];
    public function __construct($param = NULL) {
        $this->redisString = RedisFactory::get($param)->string;
    }
    
    /**
    * 加鎖
    * @param  [type]  $name           鎖的標識名
    * @param  integer $timeout        循環獲取鎖的等待超時時間，在此時間內會一直嘗試獲取鎖直到超時，為0表示失敗後直接返回不等待
    * @param  integer $expire         當前鎖的最大生存時間(秒)，必須大於0，如果超過生存時間鎖仍未被釋放，則系統會自動強制釋放
    * @param  integer $waitIntervalUs 獲取鎖失敗後掛起再試的時間間隔(微秒)
    * @return [type]                  [description]
    */
    public function lock($name, $timeout = 0, $expire = 15, $waitIntervalUs = 100000) {
        if ($name == null) return false;
        
        //取得當前時間
        $now = time();
        //獲取鎖失敗時的等待超時時刻
        $timeoutAt = $now + $timeout;
        //鎖的最大生存時刻
        $expireAt = $now + $expire;
        
        $redisKey = "Lock:{$name}";
        while (true) {
            //將rediskey的最大生存時刻存到redis裏，過了這個時刻該鎖會被自動釋放
            $result = $this->redisString->setnx($redisKey, $expireAt);
            
            if ($result != false) {
                //設置key的失效時間
                $this->redisString->expire($redisKey, $expireAt);
                //將鎖標誌放到lockedNames數組裏
                $this->lockedNames[$name] = $expireAt;
                return true;
            }
            
            //以秒為單位，返回給定key的剩余生存時間
            $ttl = $this->redisString->ttl($redisKey);
            
            //ttl小於0 表示key上沒有設置生存時間（key是不會不存在的，因為前面setnx會自動創建）
            //如果出現這種狀況，那就是進程的某個實例setnx成功後 crash 導致緊跟著的expire沒有被調用
            //這時可以直接設置expire並把鎖納為己用
            if ($ttl < 0) {
                $this->redisString->set($redisKey, $expireAt);
                $this->lockedNames[$name] = $expireAt;
                return true;
            }
            
            /*****循環請求鎖部分*****/
            //如果沒設置鎖失敗的等待時間 或者 已超過最大等待時間了，那就退出
            if ($timeout <= 0 || $timeoutAt < microtime(true)) break;
            
            //隔 $waitIntervalUs 後繼續 請求
            usleep($waitIntervalUs);
        
        }
        
        return false;
    }
    /**
    * 解鎖
    * @param  [type] $name [description]
    * @return [type]       [description]
    */
    public function unlock($name) {
        //先判斷是否存在此鎖
        if ($this->isLocking($name)) {
            //刪除鎖
            if ($this->redisString->deleteKey("Lock:$name")) {
                //清掉lockedNames裏的鎖標誌
                unset($this->lockedNames[$name]);
                return true;
            }
        }
        return false;
    }
    /**
    * 釋放當前所有獲得的鎖
    * @return [type] [description]
    */
    public function unlockAll() {
        //此標誌是用來標誌是否釋放所有鎖成功
        $allSuccess = true;
        foreach ($this->lockedNames as $name => $expireAt) {
            if (false === $this->unlock($name)) {
                $allSuccess = false;
            }
        }
        return $allSuccess;
    }
    /**
    * 給當前所增加指定生存時間，必須大於0
    * @param  [type] $name [description]
    * @return [type]       [description]
    */
    public function expire($name, $expire) {
        //先判斷是否存在該鎖
        if ($this->isLocking($name)) {
            //所指定的生存時間必須大於0
            $expire = max($expire, 1);
            //增加鎖生存時間
            if ($this->redisString->expire("Lock:$name", $expire)) {
                return true;
            }
        }
        return false;
    }
    /**
    * 判斷當前是否擁有指定名字的所
    * @param  [type]  $name [description]
    * @return boolean       [description]
    */
    public function isLocking($name) {
        //先看lonkedName[$name]是否存在該鎖標誌名
        if (isset($this->lockedNames[$name])) {
            //從redis返回該鎖的生存時間
            return (string)$this->lockedNames[$name] = (string)$this->redisString->get("Lock:$name");
        }
        
        return false;
    }
}

php+redis實現電商秒殺功能