PHP怎么解決高并發(fā)問題

這篇文章主要介紹了PHP怎么解決高并發(fā)問題，具有一定借鑒價值，感興趣的朋友可以參考下，希望大家閱讀完這篇文章之后大有收獲，下面讓小編帶著大家一起了解一下。

舉個例子，高速路口，1秒鐘來5部車，每秒通過5部車，高速路口運(yùn)作正常。突然，這個路口1秒鐘只能通過4部車，車流量仍然依舊，結(jié)果必定出現(xiàn)大塞車。（5條車道忽然變成4條車道的感覺）

同理，某一個秒內(nèi)，20*500個可用連接進(jìn)程都在滿負(fù)荷工作中，卻仍然有1萬個新來請求，沒有連接進(jìn)程可用，系統(tǒng)陷入到異常狀態(tài)也是預(yù)期之內(nèi)。

其實在正常的非高并發(fā)的業(yè)務(wù)場景中，也有類似的情況出現(xiàn)，某個業(yè)務(wù)請求接口出現(xiàn)問題，響應(yīng)時間極慢，將整個Web請求響應(yīng)時間拉得很長，逐漸將Web服務(wù)器的可用連接數(shù)占滿，其他正常的業(yè)務(wù)請求，無連接進(jìn)程可用。

更可怕的問題是，是用戶的行為特點，系統(tǒng)越是不可用，用戶的點擊越頻繁，惡性循環(huán)最終導(dǎo)致“雪崩”（其中一臺Web機(jī)器掛了，導(dǎo)致流量分散到其他正常工作的機(jī)器上，再導(dǎo)致正常的機(jī)器也掛，然后惡性循環(huán)），將整個Web系統(tǒng)拖垮。

重啟與過載保護(hù)

如果系統(tǒng)發(fā)生“雪崩”，貿(mào)然重啟服務(wù)，是無法解決問題的。最常見的現(xiàn)象是，啟動起來后，立刻掛掉。這個時候，最好在入口層將流量拒絕，然后再將重啟。如果是redis/memcache這種服務(wù)也掛了，重啟的時候需要注意“預(yù)熱”，并且很可能需要比較長的時間。

秒殺和搶購的場景，流量往往是超乎我們系統(tǒng)的準(zhǔn)備和想象的。這個時候，過載保護(hù)是必要的。如果檢測到系統(tǒng)滿負(fù)載狀態(tài)，拒絕請求也是一種保護(hù)措施。在前端設(shè)置過濾是最簡單的方式，但是，這種做法是被用戶“千夫所指”的行為。更合適一點的是，將過載保護(hù)設(shè)置在CGI入口層，快速將客戶的直接請求返回

高并發(fā)下的數(shù)據(jù)安全

我們知道在多線程寫入同一個文件的時候，會存現(xiàn)“線程安全”的問題（多個線程同時運(yùn)行同一段代碼，如果每次運(yùn)行結(jié)果和單線程運(yùn)行的結(jié)果是一樣的，結(jié)果和預(yù)期相同，就是線程安全的）。如果是MySQL數(shù)據(jù)庫，可以使用它自帶的鎖機(jī)制很好的解決問題，但是，在大規(guī)模并發(fā)的場景中，是不推薦使用MySQL的。秒殺和搶購的場景中，還有另外一個問題，就是“超發(fā)”，如果在這方面控制不慎，會產(chǎn)生發(fā)送過多的情況。我們也曾經(jīng)聽說過，某些電商搞搶購活動，買家成功拍下后，商家卻不承認(rèn)訂單有效，拒絕發(fā)貨。這里的問題，也許并不一定是商家奸詐，而是系統(tǒng)技術(shù)層面存在超發(fā)風(fēng)險導(dǎo)致的。

超發(fā)的原因

假設(shè)某個搶購場景中，我們一共只有100個商品，在最后一刻，我們已經(jīng)消耗了99個商品，僅剩最后一個。這個時候，系統(tǒng)發(fā)來多個并發(fā)請求，這批請求讀取到的商品余量都是99個，然后都通過了這一個余量判斷，最終導(dǎo)致超發(fā)。（同文章前面說的場景）

在上面的這個圖中，就導(dǎo)致了并發(fā)用戶B也“搶購成功”，多讓一個人獲得了商品。這種場景，在高并發(fā)的情況下非常容易出現(xiàn)。

優(yōu)化方案1：將庫存字段number字段設(shè)為unsigned，當(dāng)庫存為0時，因為字段不能為負(fù)數(shù)，將會返回false

 <?php
 //優(yōu)化方案1：將庫存字段number字段設(shè)為unsigned，當(dāng)庫存為0時，因為字段不能為負(fù)數(shù)，將會返回false
 include('./mysql.php');
 $username = 'wang'.rand(0,1000);
 //生成唯一訂單
 function build_order_no(){
   return date('ymd').substr(implode(NULL, array_map('ord', str_split(substr(uniqid(), 7, 13), 1))), 0, 8);
 }
 //記錄日志
 function insertLog($event,$type=0,$username){
     global $conn;
     $sql="insert into ih_log(event,type,usernma)
     values('$event','$type','$username')";
     return mysqli_query($conn,$sql);
 }
 function insertOrder($order_sn,$user_id,$goods_id,$sku_id,$price,$username,$number)
 {
       global $conn;
       $sql="insert into ih_order(order_sn,user_id,goods_id,sku_id,price,username,number)
       values('$order_sn','$user_id','$goods_id','$sku_id','$price','$username','$number')";
      return  mysqli_query($conn,$sql);
 }
 //模擬下單操作
 //庫存是否大于0
 $sql="select number from ih_store where goods_id='$goods_id' and sku_id='$sku_id' ";
 $rs=mysqli_query($conn,$sql);
 $row = $rs->fetch_assoc();
   if($row['number']>0){//高并發(fā)下會導(dǎo)致超賣
       if($row['number']<$number){
         return insertLog('庫存不夠',3,$username);
       }
       $order_sn=build_order_no();
       //庫存減少
       $sql="update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id' and number>0";
       $store_rs=mysqli_query($conn,$sql);
       if($store_rs){
           //生成訂單
           insertOrder($order_sn,$user_id,$goods_id,$sku_id,$price,$username,$number);
           insertLog('庫存減少成功',1,$username);
       }else{
           insertLog('庫存減少失敗',2,$username);
       }
   }else{
       insertLog('庫存不夠',3,$username);
   }
 ?>

悲觀鎖思路

解決線程安全的思路很多，可以從“悲觀鎖”的方向開始討論。

悲觀鎖，也就是在修改數(shù)據(jù)的時候，采用鎖定狀態(tài)，排斥外部請求的修改。遇到加鎖的狀態(tài)，就必須等待。

雖然上述的方案的確解決了線程安全的問題，但是，別忘記，我們的場景是“高并發(fā)”。也就是說，會很多這樣的修改請求，每個請求都需要等待“鎖”，某些線程可能永遠(yuǎn)都沒有機(jī)會搶到這個“鎖”，這種請求就會死在那里。同時，這種請求會很多，瞬間增大系統(tǒng)的平均響應(yīng)時間，結(jié)果是可用連接數(shù)被耗盡，系統(tǒng)陷入異常。

優(yōu)化方案2：使用MySQL的事務(wù)，鎖住操作的行

 <?php
 //優(yōu)化方案2：使用MySQL的事務(wù)，鎖住操作的行
 include('./mysql.php');
 //生成唯一訂單號
 function build_order_no(){
   return date('ymd').substr(implode(NULL, array_map('ord', str_split(substr(uniqid(), 7, 13), 1))), 0, 8);
 }
 //記錄日志
 function insertLog($event,$type=0){
     global $conn;
     $sql="insert into ih_log(event,type)
     values('$event','$type')";
     mysqli_query($conn,$sql);
 }
 //模擬下單操作
 //庫存是否大于0
 mysqli_query($conn,"BEGIN");  //開始事務(wù)
 $sql="select number from ih_store where goods_id='$goods_id' and sku_id='$sku_id' FOR UPDATE";//此時這條記錄被鎖住,其它事務(wù)必須等待此次事務(wù)提交后才能執(zhí)行
 $rs=mysqli_query($conn,$sql);
 $row=$rs->fetch_assoc();
 if($row['number']>0){
     //生成訂單
     $order_sn=build_order_no();
     $sql="insert into ih_order(order_sn,user_id,goods_id,sku_id,price)
     values('$order_sn','$user_id','$goods_id','$sku_id','$price')";
     $order_rs=mysqli_query($conn,$sql);
     //庫存減少
     $sql="update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id'";
     $store_rs=mysqli_query($conn,$sql);
     if($store_rs){
       echo '庫存減少成功';
         insertLog('庫存減少成功');
         mysqli_query($conn,"COMMIT");//事務(wù)提交即解鎖
     }else{
       echo '庫存減少失敗';
         insertLog('庫存減少失敗');
     }
 }else{
   echo '庫存不夠';
     insertLog('庫存不夠');
     mysqli_query($conn,"ROLLBACK");
 }
 ?>

FIFO隊列思路

那好，那么我們稍微修改一下上面的場景，我們直接將請求放入隊列中的，采用FIFO（First Input First Output，先進(jìn)先出），這樣的話，我們就不會導(dǎo)致某些請求永遠(yuǎn)獲取不到鎖?？吹竭@里，是不是有點強(qiáng)行將多線程變成單線程的感覺哈。

然后，我們現(xiàn)在解決了鎖的問題，全部請求采用“先進(jìn)先出”的隊列方式來處理。那么新的問題來了，高并發(fā)的場景下，因為請求很多，很可能一瞬間將隊列內(nèi)存“撐爆”，然后系統(tǒng)又陷入到了異常狀態(tài)。或者設(shè)計一個極大的內(nèi)存隊列，也是一種方案，但是，系統(tǒng)處理完一個隊列內(nèi)請求的速度根本無法和瘋狂涌入隊列中的數(shù)目相比。也就是說，隊列內(nèi)的請求會越積累越多，最終Web系統(tǒng)平均響應(yīng)時候還是會大幅下降，系統(tǒng)還是陷入異常。

文件鎖的思路

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(jìn)行讀寫操作時，很有可能多個進(jìn)程對進(jìn)一文件進(jìn)行操作，如果這時不對文件的訪問進(jìn)行相應(yīng)的獨(dú)占，就容易造成數(shù)據(jù)丟失

優(yōu)化方案4：使用非阻塞的文件排他鎖

 <?php
 //優(yōu)化方案4：使用非阻塞的文件排他鎖
 include ('./mysql.php');
 //生成唯一訂單號
 function build_order_no(){
   return date('ymd').substr(implode(NULL, array_map('ord', str_split(substr(uniqid(), 7, 13), 1))), 0, 8);
 }
 //記錄日志
 function insertLog($event,$type=0){
     global $conn;
     $sql="insert into ih_log(event,type)
     values('$event','$type')";
     mysqli_query($conn,$sql);
 }
 $fp = fopen("lock.txt", "w+");
 if(!flock($fp,LOCK_EX | LOCK_NB)){
     echo "系統(tǒng)繁忙，請稍后再試";
     return;
 }
 //下單
 $sql="select number from ih_store where goods_id='$goods_id' and sku_id='$sku_id'";
 $rs =  mysqli_query($conn,$sql);
 $row = $rs->fetch_assoc();
 if($row['number']>0){//庫存是否大于0
     //模擬下單操作
     $order_sn=build_order_no();
     $sql="insert into ih_order(order_sn,user_id,goods_id,sku_id,price)
     values('$order_sn','$user_id','$goods_id','$sku_id','$price')";
     $order_rs =  mysqli_query($conn,$sql);
     //庫存減少
     $sql="update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id'";
     $store_rs =  mysqli_query($conn,$sql);
     if($store_rs){
       echo '庫存減少成功';
         insertLog('庫存減少成功');
         flock($fp,LOCK_UN);//釋放鎖
     }else{
       echo '庫存減少失敗';
         insertLog('庫存減少失敗');
     }
 }else{
   echo '庫存不夠';
     insertLog('庫存不夠');
 }
 fclose($fp);
  ?>

 <?php
 //優(yōu)化方案4：使用非阻塞的文件排他鎖
 include ('./mysql.php');
 //生成唯一訂單號
 function build_order_no(){
   return date('ymd').substr(implode(NULL, array_map('ord', str_split(substr(uniqid(), 7, 13), 1))), 0, 8);
 }
 //記錄日志
 function insertLog($event,$type=0){
     global $conn;
     $sql="insert into ih_log(event,type)
     values('$event','$type')";
     mysqli_query($conn,$sql);
 }
 $fp = fopen("lock.txt", "w+");
 if(!flock($fp,LOCK_EX | LOCK_NB)){
     echo "系統(tǒng)繁忙，請稍后再試";
     return;
 }
 //下單
 $sql="select number from ih_store where goods_id='$goods_id' and sku_id='$sku_id'";
 $rs =  mysqli_query($conn,$sql);
 $row = $rs->fetch_assoc();
 if($row['number']>0){//庫存是否大于0
     //模擬下單操作
     $order_sn=build_order_no();
     $sql="insert into ih_order(order_sn,user_id,goods_id,sku_id,price)
     values('$order_sn','$user_id','$goods_id','$sku_id','$price')";
     $order_rs =  mysqli_query($conn,$sql);
     //庫存減少
     $sql="update ih_store set number=number-{$number} where sku_id='$sku_id'";
     $store_rs =  mysqli_query($conn,$sql);
     if($store_rs){
       echo '庫存減少成功';
         insertLog('庫存減少成功');
         flock($fp,LOCK_UN);//釋放鎖
     }else{
       echo '庫存減少失敗';
         insertLog('庫存減少失敗');
     }
 }else{
   echo '庫存不夠';
     insertLog('庫存不夠');
 }
 fclose($fp);
  ?>

樂觀鎖思路

這個時候，我們就可以討論一下“樂觀鎖”的思路了。樂觀鎖，是相對于“悲觀鎖”采用更為寬松的加鎖機(jī)制，大都是采用帶版本號（Version）更新。實現(xiàn)就是，這個數(shù)據(jù)所有請求都有資格去修改，但會獲得一個該數(shù)據(jù)的版本號，只有版本號符合的才能更新成功，其他的返回?fù)屬徥?。這樣的話，我們就不需要考慮隊列的問題，不過，它會增大CPU的計算開銷。但是，綜合來說，這是一個比較好的解決方案。

有很多軟件和服務(wù)都“樂觀鎖”功能的支持，例如Redis中的watch就是其中之一。通過這個實現(xiàn)，我們保證了數(shù)據(jù)的安全。

優(yōu)化方案5：Redis中的watch

 <?php
 $redis = new redis();
  $result = $redis->connect('127.0.0.1', 6379);
  echo $mywatchkey = $redis->get("mywatchkey");
 /*
   //插入搶購數(shù)據(jù)
  if($mywatchkey>0)
  {
      $redis->watch("mywatchkey");
   //啟動一個新的事務(wù)。
     $redis->multi();
    $redis->set("mywatchkey",$mywatchkey-1);
    $result = $redis->exec();
    if($result) {
       $redis->hSet("watchkeylist","user_".mt_rand(1,99999),time());
       $watchkeylist = $redis->hGetAll("watchkeylist");
         echo "搶購成功！<br/>";
         $re = $mywatchkey - 1;  
         echo "剩余數(shù)量：".$re."<br/>";
         echo "用戶列表：<pre>";
         print_r($watchkeylist);
    }else{
       echo "手氣不好，再搶購！";exit;
    } 
  }else{
      // $redis->hSet("watchkeylist","user_".mt_rand(1,99999),"12");
      //  $watchkeylist = $redis->hGetAll("watchkeylist");
         echo "fail！<br/>";   
         echo ".no result<br/>";
         echo "用戶列表：<pre>";
       //  var_dump($watchkeylist); 
  }*/
 $rob_total = 100;   //搶購數(shù)量
 if($mywatchkey<=$rob_total){
     $redis->watch("mywatchkey");
     $redis->multi(); //在當(dāng)前連接上啟動一個新的事務(wù)。
     //插入搶購數(shù)據(jù)
     $redis->set("mywatchkey",$mywatchkey+1);
     $rob_result = $redis->exec();
     if($rob_result){
          $redis->hSet("watchkeylist","user_".mt_rand(1, 9999),$mywatchkey);
         $mywatchlist = $redis->hGetAll("watchkeylist");
         echo "搶購成功！<br/>";
       
         echo "剩余數(shù)量：".($rob_total-$mywatchkey-1)."<br/>";
         echo "用戶列表：<pre>";
         var_dump($mywatchlist);
     }else{
           $redis->hSet("watchkeylist","user_".mt_rand(1, 9999),'meiqiangdao');
         echo "手氣不好，再搶購！";exit;
     }
 }
 ?>

php是什么語言

php，一個嵌套的縮寫名稱，是英文超級文本預(yù)處理語言（PHP:Hypertext Preprocessor）的縮寫。PHP 是一種 HTML 內(nèi)嵌式的語言，PHP與微軟的ASP頗有幾分相似，都是一種在服務(wù)器端執(zhí)行的嵌入HTML文檔的腳本語言，語言的風(fēng)格有類似于C語言，現(xiàn)在被很多的網(wǎng)站編程人員廣泛的運(yùn)用。

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