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PHP flock() 文件鎖實戰：併發寫入與讀寫分離

編輯：PHP 相關知識

核心概念

共享鎖 (LOCK_SH)：讀鎖，多進程可同時持有，寫進程阻塞。
排他鎖 (LOCK_EX)：寫鎖，同一時間只能一個進程持有，其他讀寫均阻塞。
釋放鎖 (LOCK_UN)：手動釋放，或關閉文件句柄/腳本結束自動釋放。
非阻塞 (LOCK_NB)：配合 LOCK_EX | LOCK_NB 立即返回失敗不等待。

基礎寫入模式（追加日誌）

<?php
function writeLog($file, $message) {
    $fp = fopen($file, 'ab'); // 追加二進制，指針在末尾
    if (!$fp) return false;
    
    // 獲取排他鎖（阻塞等待）
    if (flock($fp, LOCK_EX)) {
        fwrite($fp, $message . "\n");
        flock($fp, LOCK_UN); // 釋放鎖
    } else {
        fclose($fp);
        return false;
    }
    
    fclose($fp);
    return true;
}

// 使用
writeLog('/var/log/app.log', date('c') . ' User login: user123');
?>

讀取模式（共享鎖）

<?php
function readLog($file, $lines = 50) {
    $fp = fopen($file, 'rb');
    if (!$fp) return [];
    
    if (flock($fp, LOCK_SH)) {
        // 讀取最後 N 行（簡化版，大文件用 fseek 反向讀取）
        $content = stream_get_contents($fp);
        flock($fp, LOCK_UN);
        fclose($fp);
        
        $allLines = explode("\n", rtrim($content));
        return array_slice($allLines, -$lines);
    }
    
    fclose($fp);
    return [];
}
?>

進階：獨立鎖文件（保護業務文件）

避免對業務文件直接加鎖導致讀取阻塞，創建專用 .lock 文件。

<?php
function acquireLock($lockFile, $timeout = 10) {
    $start = time();
    $fp = fopen($lockFile, 'c+'); // 打開不截斷，創建不存在
    if (!$fp) return false;
    
    while (true) {
        if (flock($fp, LOCK_EX | LOCK_NB)) {
            return $fp; // 返回句柄，調用者負責釋放
        }
        if (time() - $start > $timeout) {
            fclose($fp);
            return false;
        }
        usleep(100000); // 100ms 重試
    }
}

function releaseLock($fp) {
    flock($fp, LOCK_UN);
    fclose($fp);
}

// 業務代碼
$lockFp = acquireLock('/tmp/order_process.lock');
if ($lockFp) {
    // 執行關鍵業務：扣庫存、寫訂單、發MQ
    processOrder($orderId);
    releaseLock($lockFp);
} else {
    throw new Exception('獲取鎖超時，訂單處理繁忙');
}
?>

關鍵限制與避坑

問題	說明	解決/規避
NFS/網絡文件系統	`flock` 不支持 NFS、SMB 等	用數據庫行鎖、Redis 分布式鎖、Consul/etcd
多線程 SAPI (ISAPI, PHP-FPM 非預fork)	同進程不同線程間 `flock` 不互斥	PHP-FPM 預fork模式無此問題；線程模式用信號量 `sem_*` 或避免
Windows 強制鎖 vs 建議鎖	Windows `flock` 為強制鎖，其他進程無法讀寫	跨平台代碼測試行為差異
句柄關閉自動釋放	`fclose`、腳本結束會釋放	確保異常分支也 `fclose`，用 `try/finally` 或 `register_shutdown_function`
大文件寫入性能	頻繁加鎖寫入慢	批量緩衝寫入、異步寫入隊列、單獨日誌服務

現代替代方案

單機高併發：flock + 獨立鎖文件（如上）。
分布式/集群：Redis SETNX + Lua 腳本、Redisson、etcd/Consul 鎖、數據庫 SELECT FOR UPDATE。
消息隊列：將寫入操作序列化進 Kafka/RabbitMQ，單消費者寫入，天然避免併發衝突。