php檔案鎖產生的問題和解決方案（一個真實案例）

一個真實案例

想起自己之前犯過一個相關的錯誤。當時場景是這樣的：有一個微信公眾號專案，呼叫微信公眾號的介面都需要access_token，它的有效期是2小時。當時我的做法是把它存放在檔案中，格式使用的是json。{"access_token":"easWasdw32323", "expire":1588219064}。虛擬碼如下：

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+');
    
    $tokenJson = ...; // 呼叫微信介面獲取到token
    fwrite($fp, json_encode($tokenJson));
    
    return $tokenJson['access_token'];
}

出現的問題：

專案執行一段時間後就會出問題，但過一兩秒後再重新整理就正常了。

問題原因分析：

假設token已經過期了，這時候有2個請求來了，分別命名為A、B。A來了，發現token到期後，去呼叫微信介面獲取新的token，獲取後，更新到存放token的檔案中。

但是，檔案沒有完全更新完畢的時候，B來了，讀入存放token的檔案。因為token檔案中資料沒有更新完整，B讀到的資料就會產生錯誤。

另外還有可能是A和B同時在更新檔案內容，這樣就會產生資料混亂，也會導致錯誤發生。

如何規避這個錯誤呢？

檔案鎖機制可以完成。

在PHP中提供了 flock()函數,可以對檔案使用鎖定機制(鎖定或釋放檔案)。當一個進程在存取檔案時加上鎖,其他進程要想對該檔案進行存取，則必須等到鎖定被釋放以後。這樣就可以避免在並行存取同一個檔案時破壞資料。

函數原型如下：

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

• handle：

  檔案系統指標，是典型地由 fopen() 建立的 resource(資源)。

• operation

operation 可以是以下值之一：

LOCK_SH取得共用鎖定（讀取的程式）。

LOCK_EX 取得獨占鎖定（寫入的程式）。

LOCK_UN 釋放鎖定（無論共用或獨占）。

LOCK_NB附加鎖定（Windows 上還不支援）。

• wouldblock

如果鎖定會堵塞的話（EWOULDBLOCK 錯誤碼情況下），可選的第三個引數會被設定為 TRUE。（Windows 上不支援）

demo

demo1.php

<?php
 
$file = 'data.txt';
$handler = fopen($file, 'a+') or die('檔案資源開啟失敗');
// 取得獨占鎖
if (flock($handler, LOCK_EX)) {
    sleep(5);
    flock($handler, LOCK_UN);
} else {
    echo '鎖定失敗';
}
 
fclose($handler);

demo2.php

<?php
$file = 'data.txt';
$handler = fopen($file, 'a+') or die('檔案資源開啟失敗');
 
// 取得獨占鎖
if (flock($handler, LOCK_EX)) {
    fwrite($handler, 'sometest string');
    flock($handler, LOCK_UN);
} else {
    echo '鎖定失敗';
}
 
fclose($handler);

先執行demo1.php然後立即執行demo2.php，會發現，因為被demo1.php鎖定了檔案，demo2.php寫入不了新內容，只有等demo1.php釋放了鎖定，demo2.php才能拿到獨占鎖，然後才能寫入檔案。

解決問題

學完這些知識後，就能解決我之前的問題了。改進的程式碼如下：

<?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');    // 取得獨占鎖    
    if (flock($fp, LOCK_EX)) {
        $tokenJson = ...; // 呼叫微信介面獲取到token     
        fwrite($fp, json_encode($tokenJson)); 
        flock($fp, LOCK_UN);    
    } else {
        return false;    
    }
    
    return $tokenJson['access_token'];
}

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