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python基于mysql實(shí)現(xiàn)的簡單隊(duì)列以及跨進(jìn)程鎖實(shí)例詳解

更新時(shí)間：2014年07月07日 11:30:06 投稿：shichen2014

這篇文章主要介紹了python基于mysql實(shí)現(xiàn)的簡單隊(duì)列以及跨進(jìn)程鎖,需要的朋友可以參考下

通常在我們進(jìn)行多進(jìn)程應(yīng)用開發(fā)的過程中，不可避免的會遇到多個(gè)進(jìn)程訪問同一個(gè)資源（臨界資源）的狀況，這時(shí)候必須通過加一個(gè)全局性的鎖，來實(shí)現(xiàn)資源的同步訪問（即：同一時(shí)間里只能有一個(gè)進(jìn)程訪問資源）。

舉個(gè)例子如下：

假設(shè)我們用mysql來實(shí)現(xiàn)一個(gè)任務(wù)隊(duì)列，實(shí)現(xiàn)的過程如下：

1. 在Mysql中創(chuàng)建Job表，用于儲存隊(duì)列任務(wù)，如下：

create table jobs(
  id auto_increment not null primary key,
  message text not null,
  job_status not null default 0
);

message 用來存儲任務(wù)信息，job_status用來標(biāo)識任務(wù)狀態(tài)，假設(shè)只有兩種狀態(tài)，0：在隊(duì)列中， 1：已出隊(duì)列

2. 有一個(gè)生產(chǎn)者進(jìn)程，往job表中放新的數(shù)據(jù)，進(jìn)行排隊(duì)：

insert into jobs(message) values('msg1');

3.假設(shè)有多個(gè)消費(fèi)者進(jìn)程，從job表中取排隊(duì)信息，要做的操作如下：

select * from jobs where job_status=0 order by id asc limit 1;
update jobs set job_status=1 where id = ?; -- id為剛剛?cè)〉玫挠涗沬d

4. 如果沒有跨進(jìn)程的鎖，兩個(gè)消費(fèi)者進(jìn)程有可能同時(shí)取到重復(fù)的消息，導(dǎo)致一個(gè)消息被消費(fèi)多次。這種情況是我們不希望看到的，于是，我們需要實(shí)現(xiàn)一個(gè)跨進(jìn)程的鎖。

=========================分割線=======================================

說到跨進(jìn)程的鎖實(shí)現(xiàn)，我們主要有幾種實(shí)現(xiàn)方式：

(1)信號量
(2)文件鎖fcntl
(3)socket（端口號綁定）
(4)signal
這幾種方式各有利弊，總體來說前2種方式可能多一點(diǎn)，這里我就不詳細(xì)說了，大家可以去查閱資料。

查資料的時(shí)候發(fā)現(xiàn)mysql中有鎖的實(shí)現(xiàn)，適用于對于性能要求不是很高的應(yīng)用場景，大并發(fā)的分布式訪問可能會有瓶頸.

對此用python實(shí)現(xiàn)了一個(gè)demo，如下：

文件名：glock.py

#!/usr/bin/env python2.7 
# 
# -*- coding:utf-8 -*- 
# 
#  Desc  : 
# 
import logging, time 
import MySQLdb 
class Glock: 
  def __init__(self, db): 
    self.db = db 
  def _execute(self, sql): 
    cursor = self.db.cursor() 
    try: 
      ret = None 
      cursor.execute(sql) 
      if cursor.rowcount != 1: 
        logging.error("Multiple rows returned in mysql lock function.") 
        ret = None 
      else: 
        ret = cursor.fetchone() 
      cursor.close() 
      return ret 
    except Exception, ex: 
      logging.error("Execute sql \"%s\" failed! Exception: %s", sql, str(ex)) 
      cursor.close() 
      return None 
  def lock(self, lockstr, timeout): 
    sql = "SELECT GET_LOCK('%s', %s)" % (lockstr, timeout) 
    ret = self._execute(sql) 
 
    if ret[0] == 0: 
      logging.debug("Another client has previously locked '%s'.", lockstr) 
      return False 
    elif ret[0] == 1: 
      logging.debug("The lock '%s' was obtained successfully.", lockstr) 
      return True 
    else: 
      logging.error("Error occurred!") 
      return None 
  def unlock(self, lockstr): 
    sql = "SELECT RELEASE_LOCK('%s')" % (lockstr) 
    ret = self._execute(sql) 
    if ret[0] == 0: 
      logging.debug("The lock '%s' the lock is not released(the lock was not established by this thread).", lockstr) 
      return False 
    elif ret[0] == 1: 
      logging.debug("The lock '%s' the lock was released.", lockstr) 
      return True 
    else: 
      logging.error("The lock '%s' did not exist.", lockstr) 
      return None 
#Init logging 
def init_logging(): 
  sh = logging.StreamHandler() 
  logger = logging.getLogger() 
  logger.setLevel(logging.DEBUG) 
  formatter = logging.Formatter('%(asctime)s -%(module)s:%(filename)s-L%(lineno)d-%(levelname)s: %(message)s') 
  sh.setFormatter(formatter) 
  logger.addHandler(sh) 
  logging.info("Current log level is : %s",logging.getLevelName(logger.getEffectiveLevel())) 
def main(): 
  init_logging() 
  db = MySQLdb.connect(host='localhost', user='root', passwd='') 
  lock_name = 'queue' 
 
  l = Glock(db) 
 
  ret = l.lock(lock_name, 10) 
  if ret != True: 
    logging.error("Can't get lock! exit!") 
    quit() 
  time.sleep(10) 
  logging.info("You can do some synchronization work across processes!") 
  ##TODO 
  ## you can do something in here ## 
  l.unlock(lock_name) 
if __name__ == "__main__": 
  main()

在main函數(shù)里：

l.lock(lock_name, 10) 中，10是表示timeout的時(shí)間是10秒，如果10秒還獲取不了鎖，就返回，執(zhí)行后面的操作。

在這個(gè)demo中，在標(biāo)記TODO的地方，可以將消費(fèi)者從job表中取消息的邏輯放在這里。即分割線以上的.

2.假設(shè)有多個(gè)消費(fèi)者進(jìn)程，從job表中取排隊(duì)信息，要做的操作如下：

select * from jobs where job_status=0 order by id asc limit 1;
update jobs set job_status=1 where id = ?; -- id為剛剛?cè)〉玫挠涗沬d

這樣，就能保證多個(gè)進(jìn)程訪問臨界資源時(shí)同步進(jìn)行了，保證數(shù)據(jù)的一致性。

測試的時(shí)候，啟動兩個(gè)glock.py, 結(jié)果如下：

[@tj-10-47 test]# ./glock.py  
2014-03-14 17:08:40,277 -glock:glock.py-L70-INFO: Current log level is : DEBUG 
2014-03-14 17:08:40,299 -glock:glock.py-L43-DEBUG: The lock 'queue' was obtained successfully. 
2014-03-14 17:08:50,299 -glock:glock.py-L81-INFO: You can do some synchronization work across processes! 
2014-03-14 17:08:50,299 -glock:glock.py-L56-DEBUG: The lock 'queue' the lock was released.

可以看到第一個(gè)glock.py是 17:08:50解鎖的，下面的glock.py是在17:08:50獲取鎖的，可以證實(shí)這樣是完全可行的。

[@tj-10-47 test]# ./glock.py 
2014-03-14 17:08:46,873 -glock:glock.py-L70-INFO: Current log level is : DEBUG
2014-03-14 17:08:50,299 -glock:glock.py-L43-DEBUG: The lock 'queue' was obtained successfully.
2014-03-14 17:09:00,299 -glock:glock.py-L81-INFO: You can do some synchronization work across processes!
2014-03-14 17:09:00,300 -glock:glock.py-L56-DEBUG: The lock 'queue' the lock was released.
[@tj-10-47 test]#

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