Serrures distribuées et traitement des transactions: problèmes techniques clés dans le développement du système distribué PHP

Dans les applications de réseau modernes, les systèmes distribués deviennent de plus en plus importants. Avec la croissance continue de l'entreprise et l'augmentation du nombre d'utilisateurs, les limites d'une seule architecture deviennent de plus en plus évidentes, et de plus en plus d'entreprises choisissent de diviser le système en plusieurs microservices ou modules. Cependant, dans les systèmes distribués, les verrous distribués et les transactions distribuées sont deux problèmes clés, et ils sont cruciaux pour la stabilité et la cohérence du système. Cet article explorera ces deux questions en profondeur, en particulier comment les gérer dans le développement de PHP.

La nécessité des verrous distribués

Dans un système distribué, plusieurs services peuvent accéder et exploiter les ressources partagées simultanément. Par exemple, deux utilisateurs peuvent essayer d'acheter le dernier article en même temps. Sans mécanismes de contrôle appropriés, cela peut entraîner des problèmes tels que le survenance. Les verrous distribués évitent les incohérences de données en s'assurant qu'une seule opération peut accéder à une ressource spécifique en même temps.

Comment fonctionnent les verrous distribués

Les verrous distribués reposent généralement sur un stockage de données qui prend en charge les opérations atomiques, telles que Redis, ZooKeeper, etc. Ces systèmes prennent en charge SetNX (défini sinon existe), réalisant ainsi la fonction du verrouillage distribué.

 
function acquireLock($lockName, $timeout) {
    $redis = new Redis();
    $redis->connect('127.0.0.1', 6379);
    $isLocked = $redis->set($lockName, 1, ['nx', 'ex' => $timeout]);
    return $isLocked;
}

function releaseLock($lockName) {
    $redis = new Redis();
    $redis->connect('127.0.0.1', 6379);
    $redis->delete($lockName);
}

Dans le code ci-dessus, la fonction «acquirelock» essaie d'acquérir le verrou et renvoie true s'il réussit; et la fonction «ReleasElock» est utilisée pour libérer le verrou. En définissant l'heure du délai d'expiration, vous pouvez éviter les problèmes de blocage.

Le défi des transactions distribuées

Contrairement aux verrous distribués, les transactions distribuées se concentrent sur l'atomicité, la cohérence, l'isolement et la persistance (acide) des transactions. Ceci est particulièrement difficile dans les systèmes distribués, car plusieurs services impliquent des opérations de plusieurs bases de données, chacune doit être efficace et que toutes réussissent ou que toutes échouent. Cela introduit des protocoles tels que "Commit à deux étapes" (2pc) dans les transactions distribuées.

Protocole de soumission en deux étapes (2pc)

Un protocole de validation biphasé est un mécanisme pour garantir la cohérence de toutes les transactions dans un système distribué. Il est divisé en deux phases: la phase de préparation et la phase de soumission. Pendant la phase de préparation, le coordinateur demande à tous les participants si la transaction peut être soumise; Pendant la phase de soumission, le participant finira par soumettre ou annuler l'opération. Bien que ce protocole garantit une forte cohérence, il peut également y avoir des problèmes avec les goulots d'étranglement de performance et les défaillances à point unique.

Implémentation en php

Bien que PHP ne prenne pas en charge les transactions distribuées nativement, des fonctionnalités similaires peuvent être implémentées via certaines bibliothèques tierces ou des files d'attente de messages. Par exemple, une file d'attente de messages telle que RabbitMQ peut être utilisée comme canal de livraison fiable pour les transactions.

 
use PhpAmqpLib\Connection\AMQPStreamConnection;
use PhpAmqpLib\Message\AMQPMessage;

function sendMessage($data) {
    $connection = new AMQPStreamConnection('localhost', 5672, 'user', 'password');
    $channel = $connection->channel();

    $channel->queue_declare('task_queue', false, true, false, false, false, []);
    
    $msg = new AMQPMessage(json_encode($data), [
        'delivery_mode' => AMQPMessage::DELIVERY_MODE_PERSISTENT,
    ]);

    $channel->basic_publish($msg, '', 'task_queue');
    
    $channel->close();
    $connection->close();
}

Dans ce code, la fonction «SendMessage» envoie des données à la file d'attente RabbitMQ, garantissant la persistance et la fiabilité des données. En convertissant chaque opération en un message, vous pouvez réessayer lorsque des problèmes surviennent, en évitant de s'appuyer sur la gestion des transactions distribuées complexes.

Résumer

Dans le développement du système distribué PHP, le verrouillage distribué et les transactions distribuées sont deux points techniques cruciaux. En utilisant rationnellement les outils et les technologies existants, tels que Redis pour implémenter les mécanismes de verrouillage distribués et le RabbitMQ pour gérer les transactions distribuées, les développeurs peuvent résoudre efficacement ces problèmes et améliorer la stabilité et la fiabilité du système. Comprendre ces concepts est particulièrement important pour les développeurs de l'architecture de microservice de plus en plus complexe.