php fopen()_php高并发状态下文件的读写(fopen,fwrite,fread)

对于日IP不多或者并发不高的应用，就不用考虑这些了！！一般的文件操作方式是没有问题的。但如果并发很高的话，我们读写文件的时候，很有可能会有多个进程对同一个文件进行操作，如果不对文件的访问进行相应的独占，就很容易出现数据丢失的情况。举个例子：在一个在线聊天室里（这里假设聊天内容是写入文件的），同一时刻，用户A和用户B都在操作数据保存文件。首先，A打开文件并且更新了里面的数据，但是这里B也恰好打开了同一个文件并且也准备更新里面的数据。当A保存写入的文件的时候，B其实已经打开了这个文件。但是当B再把文件保存回去的时候，数据丢失已经发生了，因为用户B根本不知道当他修改自己打开的文件的时候，用户A也修改了这个文件，所以当用户B保存修改的时候，用户A的更新就会丢失。对于这样的问题，一般的解决办法是，当一个进程操作一个文件时，它首先锁定其他进程，这意味着只有这个进程才有权读取该文件。如果现在其他进程读取它，完全没有问题，但如果此时有一个进程试图更新它，操作就会被拒绝。如果之前锁定该文件的进程完成了对该文件的更新操作，独占标志就会被释放，文件就会恢复到可修改的状态。同样，如果进程在操作文件时文件没有被锁定，它就可以安全地锁定该文件并单独使用它。所以一般的解决办法是：

$fp = fopen ( "/tmp/lock.txt", "w+" );
if (flock ( $fp, LOCK_EX )) {
   fwrite ( $fp, "Write something here\n" );
   flock ( $fp, LOCK_UN );
} else {
   echo "Couldn't lock the file !";
}
fclose ( $fp );

但是在PHP中，flock好像就没那么好用了！在多并发的情况下，好像经常会独占资源不立刻释放，或者根本不释放，从而造成死锁，使得服务器的CPU占用率很高，有时候甚至会让服务器彻底死掉。好像在很多Linux/Unix系统中都会出现这种情况。所以在使用flock之前，一定要慎重考虑。那么是不是就没有解决办法了呢？其实不然，如果我们合理使用flock()，是完全可以解决死锁问题的。当然，如果我们不考虑使用flock()函数，也会有很好的方案来解决我们的问题。经过我个人的收集和总结，我总结了以下几种解决办法。

解决方案 1：锁定文件时设置超时时间。

if ($fp = fopen ( $fileName, 'a' )) {
   $startTime = microtime ();
   do {
      $canWrite = flock ( $fp, LOCK_EX );
      if (! $canWrite)
      usleep ( round ( rand ( 0, 100 ) * 1000 ) );
   } while ( (! $canWrite) && ((microtime () - $startTime) < 1000) );
   if ($canWrite) {
      fwrite ( $fp, $dataToSave );
   }
   fclose ( $fp );
}

超时时间设置为1ms，如果在这个时间内没有获取到锁，那么就会重复获取，直到直接获取到文件操作权，当然如果到达超时限制，那么就必须立刻退出，并放弃锁，让其他进程进行操作。

解决方法二：不使用flock功能，使用临时文件解决读写冲突问题。

总体原则如下：

1、考虑将需要更新的文件拷贝一份到我们的临时文件目录下，将该文件的最后修改时间保存到一个变量中，并赋予这个临时文件一个随机的、不重复的文件名。

2、更新临时文件后，检查原文件最后更新时间与之前保存的时间是否一致。

3、若最后修改时间相同，则将修改后的临时文件重命名为原文件。为了保证文件状态同步更新，需要清除文件状态。

4.但如果最后修改时间和之前保存的时间一致，说明这段时间内原文件被修改过，此时需要删除临时文件并返回false，表示此时该文件正在被其他进程操作。

大致的实现代码如下：

$dir_fileopen = "tmp";
function randomid() {
return time () . substr ( md5 ( microtime () ), 0, rand ( 5, 12 ) );
}
function cfopen($filename, $mode) {
global $dir_fileopen;
clearstatcache ();
do {
$id = md5 ( randomid ( rand (), TRUE ) );
$tempfilename = $dir_fileopen . "/" . $id . md5 ( $filename );
} while ( file_exists ( $tempfilename ) );
if (file_exists ( $filename )) {
$newfile = false;
copy ( $filename, $tempfilename );
} else {
$newfile = true;
}
$fp = fopen ( $tempfilename, $mode );
return $fp ? array ($fp, $filename, $id, @filemtime ( $filename ) ) : false;
}
function cfwrite($fp, $string) {
return fwrite ( $fp [0], $string );
}
function cfclose($fp, $debug = "off") {
global $dir_fileopen;
$success = fclose ( $fp [0] );
clearstatcache ();
$tempfilename = $dir_fileopen . "/" . $fp [2] . md5 ( $fp [1] );
if ((@filemtime ( $fp [1] ) == $fp [3]) || ($fp [4] == true && ! file_exists ( $fp [1] )) || $fp [5] == true) {
rename ( $tempfilename, $fp [1] );
} else {
unlink ( $tempfilename );
//说明有其它进程 在操作目标文件，当前进程被拒绝
$success = false;
}
return $success;
}
$fp = cfopen ( 'lock.txt', 'a+' );
cfwrite ( $fp, "welcome to beijing.\n" );
fclose ( $fp, 'on' );

对于上述代码用到的函数，需要解释一下：

1.();重命名文件或目录。该函数比较像Linux中的mv，可以很方便的更新文件或目录的路径或名称。

但是当我测试上面的代码时，如果新文件名已经存在，它会给出一个错误，说当前文件已经存在。但它在Linux上运行良好。

2.();清除文件状态。PHP 会缓存所有文件属性信息以提供更高的性能，但有时候，当多个进程删除或更新文件时，PHP 没有来得及更新缓存中的文件属性，这可能会导致访问到的最后更新时间不是真实的数据。所以这里需要使用这个函数来清除保存的缓存。

解决方案三：对需要操作的文件进行随机读写，减少并发的可能性。

这个方案好像在记录用户访问日志的时候用的比较多。

前面我们需要定义一个随机空间，这个空间越大，并发的可能性就越小，这里我们假设随机读写空间为[1-500]，那么我们的日志文件的分布就会在log1~~之间，每次用户访问的时候，数据都会被随机写入到log1~~之间的任意一个文件中。

同时有两个进程在记录日志，进程A可能更新log32文件，那进程B呢？这时候更新的可能性就是。要知道如果进程B要操作log32的话，这个概率基本就是1/500，几乎为零。

当我们需要分析访问日志的时候，只需要先将日志合并，然后进行分析即可。

采用这种方案记录日志的一个好处是，进程操作排队的可能性比较小，使得进程能够非常快速的完成每个操作。

方案四：把需要操作的所有进程放入一个队列，然后放入一个专门的服务来完成文件操作。

队列中每一个被排除的进程都相当于第一个具体的操作，所以第一次我们的服务只需要从队列中获取相当于具体操作项即可。如果这里还有大量的文件操作进程，那也没关系，直接放到我们队列后面就行了。只要你愿意排队，队列多长都无所谓。

对于前面几种方案，各有各的优点！大致可以归纳为两类：

1.需要排队（影响缓慢）如方案1、2、4

2. 无需排队。（效果立竿见影）选项 3

在设计缓存系统的时候，我们一般不采用方案三，这是因为方案三的分析程序和写入程序是不同步的，写入的时候完全不考虑分析的难度，只做写入。试想一下，当我们更新一个缓存的时候，如果也采用随机文件读写的方式，读缓存的时候好像会增加很多进程。但是方案一和方案二就完全不一样了，虽然写入的时候需要等待（没有成功获取锁的时候会重复获取），但是读取文件的时候却非常方便。增加缓存的目的是为了减少数据读取的瓶颈，从而提高系统性能。

以上是我个人经验总结和一些信息，如果有错误或者没有提到的地方，欢迎大家指出。