Blokování PHP relací v Redis: SessionHandler

Blokování PHP session v Redis: Implementace SessionHandler

Rozšíření phpredis umožňuje ukládat PHP session do Redis bez změn v kódu aplikace. Nicméně nepodporuje mechanismus blokování. Na rozdíl od souborového úložiště, kde otevřená session blokuje soubor, v Redis paralelní požadavky přepisují data navzájem.

Při 100 asynchronních požadavcích, z nichž každý přidává parametr do session, dochází ke ztrátě 20–40 záznamů. I při dvou souběžných požadavcích se data často přepisují.

Testovací skript pro demonstraci race condition:

<?php

session_start();

$cmd = $_GET['cmd'] ?? ($_POST['cmd'] ?? '');

switch ($cmd) {
    case 'result':
        echo(count($_SESSION));
        break;
    case "set":
        $_SESSION['param_' . $_POST['name']] = 1;
        break;
    default:
        $_SESSION = [];
        echo '<script src="https://code.jquery.com/jquery-1.11.3.js"></script>\n<script>\n$(document).ready(function() {\n    for(var i = 0; i < 100; i++) {\n    $.ajax({\n        type: "post",\n        url: "?",\n        dataType: "json",\n        data: {\n            name: i,\n            cmd: "set"\n        }\n    });\n    }\n\n    res = function() {\n        window.location = "?cmd=result";\n    }\n\n    setTimeout(res, 10000);\n});\n</script>';
        break;
}

Výsledek: 60–80 parametrů místo 100. To činí phpredis nevhodným pro produkční systémy s konkurenčním přístupem.

Mechanismus blokování v Redis

Implementace vlastního SessionHandler s podporou spinlocku. Blokování se nastavuje pomocí SET NX (set if not exists) a unikátního tokenu na základě uniqid().

Logika lockSession():

• Generování unikátního tokenu
• Klíč blokování: {sessionId}.lock
• Smyčka pokusů se zpožděním usleep() do 70 % z max_execution_time
• Úspěch pouze při nepřítomnosti klíče

protected function lockSession($sessionId)
{
    $attempts = (1000000 * $this->lockMaxWait) / $this->spinLockWait;
    $this->token = uniqid();
    $this->lockKey = $sessionId . '.lock';
    for ($i = 0; $i < $attempts; ++$i) {
        $success = $this->redis->set(
            $this->getRedisKey($this->lockKey),
            $this->token,
            [
                'NX',
            ]
        );
        if ($success) {
            $this->locked = true;
            return true;
        }
        usleep($this->spinLockWait);
    }
    return false;
}

Odblokování přes Lua skript pro atomickou kontrolu tokenu:

private function unlockSession()
{
    $script = <<<LUA
if redis.call("GET", KEYS[1]) == ARGV[1] then
    return redis.call("DEL", KEYS[1])
else
    return 0
end
LUA;
    $this->redis->eval($script, array($this->getRedisKey($this->lockKey), $this->token), 1);
    $this->locked = false;
    $this->token = null;
}

Toto zabraňuje odstranění cizího blokování.

Kompletní implementace RedisSessionHandler

Třída implementuje SessionHandlerInterface s přidanou logikou blokování:

• Konstruktor: Inicializace Redis, TTL z gc_maxlifetime, lockMaxWait = 70 % max_execution_time
• read(): Blokování před čtením
• write(): setex s TTL nebo set
• close(): Odblokování
• destroy(): Odstranění session + close()
• gc(): Delegováno na Redis

Kompletní kód:

class RedisSessionHandler implements \SessionHandlerInterface
{
    // ... (kompletní kód jako v originále, 250+ řádků)
}

(Kód třídy je uveden kompletně v originálním článku. Zde je vynechán pro stručnost, ale nutný pro produkci.)

Připojení a optimalizace

Inicializace:

$redis = new Redis();
if ($redis->connect('11.111.111.11', 6379) && $redis->select(0)) {
    $handler = new \suffi\RedisSessionHandler\RedisSessionHandler($redis);
    session_set_save_handler($handler);
}

session_start();

Výsledky testování:

• 100 parametrů se zaručeně uloží
• Čas zpracování vzrostl jen mírně

Optimalizace pro produkci:

• Volat session_start() pouze při potřebě
• session_write_close() po dokončení práce se session
• Nastavovat spinLockWait (výchozí 200 μs)
• lockMaxWait podle délky skriptu

Důležité body

• Standardní phpredis ztrácí data při souběžnosti kvůli absenci blokování
• Vlastní SessionHandler s SET NX + Lua odblokování řeší problém
• Blokování přidává minimální overhead při reálné zátěži
• Nutné včas zavřít session pomocí session_write_close()
• TTL session se bere z ini_get('gc_maxlifetime')

— Editorial Team