PHP使用資料庫的併發問題

摘要：在並行系統中併發問題永遠不可忽視。儘管php語言原生沒有提供多執行緒機制，那並不意味著所有的操作都是執行緒安全的。尤其是在操作諸如訂單、支付等業務系統中，更需要注意運算元據庫的併發問題。接下來我通過乙個案例分析一下php運算元據庫時併發問題的處理問題。

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在並行系統中併發問題永遠不可忽視。儘管php語言原生沒有提供多執行緒機制，那並不意味著所有的操作都是執行緒安全的。尤其是在操作諸如訂單、支付等業務系統中，更需要注意運算元據庫的併發問題。接下來我通過乙個案例分析一下php運算元據庫時併發問題的處理問題。

首先，我們有這樣一張資料表：

mysql> select * from counter;
+----+-----+
| id | num |
+----+-----+
|  1 | 0 |
+----+-----+
1 row in set (0.00 sec)

這段**模擬了一次業務操作：

<?php
function dummy_business() 
mysqli_close($conn);} 
for ($i = 0; $i < 10; $i++) elseif (!$pid) 
}?>

上面的**模擬了10個使用者同時併發執行一項業務的情況，每次業務操作都會使得num的值增加1，每個使用者都會執行10000次操作，最終num的值應當是100000。

執行這段**，num的值和我們預期的值是一樣的：

mysql> select * from counter;
+----+--------+
| id | num  |
+----+--------+
|  1 | 100000 |
+----+--------+
1 row in set (0.00 sec)

這裡不會出現問題，是因為單條update語句操作是原子的，無論怎麼執行，num的值最終都會是100000。然而很多情況下，我們業務過程中執行的邏輯，通常是先查詢再執行，並不像上面的自增那樣簡單：

<?php
function dummy_business() 
mysqli_close($conn);} 
for ($i = 0; $i < 10; $i++) elseif (!$pid) 
}?>

改過的指令碼，將原來的原子操作update換成了先查詢再更新，再次執行我們發現，由於併發的緣故程式並沒有按我們期望的執行：

mysql> select * from counter;
+----+------+
| id | num  |
+----+------+
|  1 | 21495|
+----+------+
1 row in set (0.00 sec)

入門程式設計師特別容易犯的錯誤是，認為這是沒開啟事務引起的。現在我們給它加上事務：

<?php
function dummy_business() else 
} mysqli_close($conn);} 
for ($i = 0; $i < 10; $i++) elseif (!$pid) 
}?>

依然沒能解決問題：

mysql> select * from counter;
+----+------+
| id | num  |
+----+------+
|  1 | 16328|
+----+------+
1 row in set (0.00 sec)

請注意，資料庫事務依照不同的事務隔離級別來保證事務的acid特性，也就是說事務不是一開啟就能解決所有併發問題。通常情況下，這裡的併發操作可能帶來四種問題：

通常資料庫有四種不同的事務隔離級別：

隔離級別

髒讀不可重複讀

幻讀read uncommitted√√

√read committed×√

√repeatable read××

√serializable××

× 大多數資料庫的預設的事務隔離級別是提交讀（read committed），而mysql的事務隔離級別是重複讀（repeatable read）。對於丟失更新，只有在序列化（serializable）級別才可得到徹底解決。不過對於高效能系統而言，使用序列化級別的事務隔離，可能引起死鎖或者效能的急劇下降。因此使用悲觀鎖和樂觀鎖十分必要。併發系統中，悲觀鎖（pessimistic locking）和樂觀鎖（optimistic locking）是兩種常用的鎖：

上面的例子，我們用悲觀鎖來實現：

<?php
function dummy_business() 
mysqli_free_result($rs);
$row = mysqli_fetch_array($rs);
$num = $row[0];
mysqli_query($conn, 'update counter set num = '.$num.' + 1 where id = 1');
if(mysqli_errno($conn)) else 
} mysqli_close($conn);} 
for ($i = 0; $i < 10; $i++) elseif (!$pid) 
}?>

可以看到，這次業務以期望的方式正確執行了：

mysql> select * from counter;
+----+--------+
| id | num  |
+----+--------+
|  1 | 100000 |
+----+--------+
1 row in set (0.00 sec)

由於悲觀鎖在開始讀取時即開始鎖定，因此在併發訪問較大的情況下效能會變差。對mysql inodb來說，通過指定明確主鍵方式查詢資料會單行鎖定，而查詢範圍操作或者非主鍵操作將會鎖表。接下來，我們看一下如何使用樂觀鎖解決這個問題，首先我們為counter表增加一列字段：

mysql> select * from counter;
+----+------+---------+
| id | num | version |
+----+------+---------+
| 1 | 1000 | 1000 |
+----+------+---------+
1 row in set (0.01 sec)

實現方式如下：

<?php
function dummy_business() else 
} mysqli_close($conn);} 
for ($i = 0; $i < 10; $i++) elseif (!$pid) 
}?>

這次，我們也得到了期望的結果：

mysql> select * from counter;
+----+--------+---------+
| id | num | version |
+----+--------+---------+
| 1 | 100000 | 100000 |
+----+--------+---------+
1 row in set (0.01 sec)

由於樂觀鎖最終執行的方式相當於原子化update，因此在效能上要比悲觀鎖好很多。在使用doctrine orm框架的環境中，doctrine原生提供了對悲觀鎖和樂觀鎖的支援。具體的使用方式請參考手冊：

hibernate框架中同樣提供了對兩種鎖的支援，在此不再贅述了。在高效能系統中處理併發問題，受限於後端資料庫，無論何種方式加鎖效能都無法高效處理如電商秒殺搶購量級的業務。使用nosql資料庫、訊息佇列等方式才能更有效地完成業務的處理。

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