Реализация блокировок для многопоточных приложений на PHP

Расширенные примеры реализации блокировок

Пример 1. Демонстрация файловой блокировки с конкурентными процессами

Создадим скрипт, который имитирует работу с общим счётчиком. Каждый процесс пытается увеличить счётчик, записанный в файл, под защитой flock.

// counter.php
$file = '/tmp/counter.dat';
$fp = fopen($file, 'c+');
if (flock($fp, LOCK_EX)) {
    $counter = (int) fread($fp, 1024);
    if (!$counter) $counter = 0;
    $counter++;
    rewind($fp);
    ftruncate($fp, 0);
    fwrite($fp, $counter);
    echo "Новое значение: $counter\n";
    flock($fp, LOCK_UN);
} else {
    echo "Не удалось получить блокировку\n";
}
fclose($fp);

Запустим несколько параллельных процессов (в консоли):

# В трёх разных терминалах одновременно:
php counter.php

Результат (пример):

Новое значение: 1
Новое значение: 2
Новое значение: 3

Если убрать блокировку, значения могут повторяться из-за гонки.

Пример 2. Redis-блокировка с таймаутом и защитой от deadlock

Расширенный пример, использующий PHP-клиент Predis (Composer: predis/predis).

require 'vendor/autoload.php';

$client = new Predis\Client([
    'scheme' => 'tcp',
    'host'   => '127.0.0.1',
    'port'   => 6379,
]);

$lockKey = 'process_lock:unique_id';
$token = bin2hex(random_bytes(16));
$ttl = 5; // секунд

$result = $client->set($lockKey, $token, 'NX', 'EX', $ttl);
if ($result) {
    try {
        echo "Работаем с блокировкой...\n";
        sleep(2);
    } finally {
        $script = '
            if redis.call("get", KEYS[1]) == ARGV[1] then
                return redis.call("del", KEYS[1])
            else
                return 0
            end
        ';
        $client->eval($script, 1, $lockKey, $token);
    }
} else {
    echo "Блокировка уже занята другим процессом\n";
}

Пример вывода при успехе или конфликте:

Работаем с блокировкой...

Пример 3. Семафоры System V с тайм-аутом

Используем sem_acquire с флагом 0 для неблокирующей проверки.

$key = ftok(__FILE__, 'x');
$sem = sem_get($key, 1, 0600, 1); // auto_release = 1, но не работает с неблокирующим захватом

// Неблокирующая попытка (флаг 0 – без ожидания)
if (sem_acquire($sem, false)) {
    echo "Семафор захвачен мгновенно\n";
    sleep(2);
    sem_release($sem);
} else {
    echo "Семафор занят, ждём...\n";
    // Блокирующий захват с таймаутом? Нет, но можно эмулировать
    $start = time();
    $acquired = false;
    while (time() - $start < 5) {
        if (sem_acquire($sem, false)) {
            $acquired = true;
            break;
        }
        usleep(100000); // 100ms
    }
    if ($acquired) {
        echo "Захвачено после ожидания\n";
        sem_release($sem);
    } else {
        echo "Тайм-аут ожидания семафора\n";
    }
}
sem_remove($sem); // очистка после использования

Результат (при конкуренции):

Первый запуск: Семафор захвачен мгновенно
Второй запуск: Семафор занят, ждём... Захвачено после ожидания

Пример 4. MySQL GET_LOCK с использованием PDO

Покажем работу с именованными блокировками и освобождением.

$dsn = 'mysql:host=127.0.0.1;dbname=test;charset=utf8';
$pdo = new PDO($dsn, 'user', 'password');
$lockName = 'web_cron_lock';

// Получение блокировки с таймаутом 3 секунды
$stmt = $pdo->query("SELECT GET_LOCK('$lockName', 3) AS locked");
$data = $stmt->fetch(PDO::FETCH_ASSOC);
if ($data['locked'] == 1) {
    echo "Блокировка MySQL успешно получена\n";
    // ... выполнение критической операции
    $pdo->query("SELECT RELEASE_LOCK('$lockName')");
} else {
    echo "Блокировка не получена (занята или тайм-аут)\n";
}

Если запустить два скрипта одновременно, один получит 1, другой 0.

Скрипт 1: Блокировка MySQL успешно получена
Скрипт 2: Блокировка не получена (занята или тайм-аут)