php文件锁产生的问题和解决方案（一个真实案例）

一个真实案例

想起自己之前犯过一个相关的错误。当时场景是这样的：有一个微信公众号项目，调用微信公众号的接口都需要access_token，它的有效期是2小时。当时我的做法是把它存放在文件中，格式使用的是json。{"access_token":"easWasdw32323", "expire":1588219064}。伪代码如下：

function getToken ($tokenFile)
{
    $tokenJson = file_get_contents($tokenFile);
    
    if (!$tokenJson) {
        $token = loadToken($tokenFile);
    } else if (json_decode($tokenJson, true)['expire'] <= time()){
        $token = loadToken($tokenFile);
    } else {
        $token = json_decode($tokenJson, true)['access_token'];
    }
    
    return $token;
}
function loadToken ($tokenFile) 
{
    $fp = fopen($tokenFile, 'r+');
    
    $tokenJson = ...; // 调用微信接口获取到token
    fwrite($fp, json_encode($tokenJson));
    
    return $tokenJson['access_token'];
}

出现的问题：

项目运行一段时间后就会出问题，但过一两秒后再刷新就正常了。

问题原因分析：

假设token已经过期了，这时候有2个请求来了，分别命名为A、B。A来了，发现token到期后，去调用微信接口获取新的token，获取后，更新到存放token的文件中。

但是，文件没有完全更新完毕的时候，B来了，读入存放token的文件。因为token文件中数据没有更新完整，B读到的数据就会产生错误。

另外还有可能是A和B同时在更新文件内容，这样就会产生数据混乱，也会导致错误发生。

如何规避这个错误呢？

文件锁机制可以完成。

在PHP中提供了 flock()函数,可以对文件使用锁定机制(锁定或释放文件)。当一个进程在访问文件时加上锁,其他进程要想对该文件进行访问，则必须等到锁定被释放以后。这样就可以避免在并发访问同一个文件时破坏数据。

函数原型如下：

flock ( resource $handle , int $operation [, int &$wouldblock ] ) : bool

• handle：

  文件系统指针，是典型地由 fopen() 创建的 resource(资源)。

• operation

operation 可以是以下值之一：

LOCK_SH取得共享锁定（读取的程序）。

LOCK_EX 取得独占锁定（写入的程序）。

LOCK_UN 释放锁定（无论共享或独占）。

LOCK_NB附加锁定（Windows 上还不支持）。

• wouldblock

如果锁定会堵塞的话（EWOULDBLOCK 错误码情况下），可选的第三个参数会被设置为 TRUE。（Windows 上不支持）

demo

demo1.php

<?php
 
$file = 'data.txt';
$handler = fopen($file, 'a+') or die('文件资源打开失败');
// 取得独占锁
if (flock($handler, LOCK_EX)) {
    sleep(5);
    flock($handler, LOCK_UN);
} else {
    echo '锁定失败';
}
 
fclose($handler);

demo2.php

<?php
$file = 'data.txt';
$handler = fopen($file, 'a+') or die('文件资源打开失败');
 
// 取得独占锁
if (flock($handler, LOCK_EX)) {
    fwrite($handler, 'sometest string');
    flock($handler, LOCK_UN);
} else {
    echo '锁定失败';
}
 
fclose($handler);

先运行demo1.php然后立即运行demo2.php，会发现，因为被demo1.php锁定了文件，demo2.php写入不了新内容，只有等demo1.php释放了锁定，demo2.php才能拿到独占锁，然后才能写入文件。

解决问题

学完这些知识后，就能解决我之前的问题了。改进的代码如下：

<?php
function getToken ($tokenFile){
    $tokenJson = file_get_contents($tokenFile);
    
    if (!$tokenJson) {
            $token = loadToken($tokenFile);    
    } else if (json_decode($tokenJson, true)['expire'] <= time()){ 
           $token = loadToken($tokenFile);
    } else {
            $token = json_decode($tokenJson, true)['access_token'];    
    }
    return $token;
}

function loadToken ($tokenFile) {
    $fp = fopen($tokenFile, 'w');    // 取得独占锁    
    if (flock($fp, LOCK_EX)) {
        $tokenJson = ...; // 调用微信接口获取到token     
        fwrite($fp, json_encode($tokenJson)); 
        flock($fp, LOCK_UN);    
    } else {
        return false;    
    }
    
    return $tokenJson['access_token'];
}

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