分散キャッシュを実装するための Redis メソッドとアプリケーション例

インターネットの急速な発展に伴い、大量のデータと高い同時実行性の問題が生じています。 Web サイトのパフォーマンスとユーザー エクスペリエンスを向上させるために、キャッシュ テクノロジが広く使用されています。最も一般的なキャッシュ テクノロジの 1 つは分散キャッシュであり、Redis は分散キャッシュを実装するための優れたツールです。この記事では、誰もが分散キャッシュにおける Redis の役割をより深く理解できるように、Redis の基本概念、分散キャッシュの原理、応用例を紹介します。

1. Redis の概要

Redis (Remote Dictionary Server) は、データベース、キャッシュ、メッセージ ミドルウェアとして使用できるオープン ソースのインメモリ データ ストレージ システムです。 Redis でサポートされるデータ構造には、文字列、ハッシュ、リスト、セット、順序付きセットなどが含まれます。これはシングルスレッド アプリケーションですが、多重化テクノロジにより複数の接続を同時に処理できます。 Redis は、レプリケーション、高可用性、および分散をサポートできます。

Redis の基本機能:

1. 高いパフォーマンス

Redis はインメモリ データベースであり、データはメモリに保存され、読み書き速度は高速です。とても早い。同時に、シングルスレッド モデルを使用して、マルチスレッドによって引き起こされるロックの競合やコンテキストの切り替えなどの問題を回避し、パフォーマンスを向上させます。

2. 複数のデータ構造のサポート

Redis は、文字列、ハッシュ、リスト、セット、順序付きセットなどを含む複数のデータ構造をサポートしており、さまざまなアプリケーション シナリオのニーズを満たすことができます。

3. 優れたスケーラビリティ

Redis は、クラスタリングによって拡張できる分散データベースであり、読み取り/書き込み分離やマスター/スレーブ レプリケーションなどの機能をサポートします。

4. 豊富な関数

Redis には、カウンター、速度制限、キューなどの一連のアプリケーション関数を実装できる豊富な関数ライブラリがあります。

2. 分散キャッシュの原理

1. キャッシュの意味と役割

キャッシュは、アプリケーションの効率を向上させ、負荷を軽減するための技術的手段です。キャッシュは再利用されたデータをメモリに保存し、アプリケーションがデータを必要とするときにメモリから直接読み取ることができるため、ディスクからのデータの読み取りにかかる時間を節約できます。

2. 分散キャッシュの利点

分散キャッシュは、名前が示すように、キャッシュされたデータを複数のサーバーに分散して管理することであり、単一のサーバーでキャッシュを管理する場合と比較して、次の利点があります。

1) 大容量キャッシュスペース

複数のサーバーでキャッシュプレッシャーを共有できるため、キャッシュ容量が大幅に向上し、キャッシュヒット率も向上しました。

2) 高可用性

複数のサーバー間のデータは相互にバックアップされるため、ノードのダウンやその他の障害が発生した場合のデータ損失の問題が回避され、サーバーの可用性が向上します。システム。

3) 負荷分散

複数のサーバーがリクエストを共有し、システム負荷を効果的に分散し、システムの安定性と拡張性を向上させます。

3. Redis が分散キャッシュを実装する方法

Redis はシャーディング テクノロジを使用して、キャッシュ データをさまざまなノードに分割します。各ノードは独立した Redis インスタンスであり、すべてのノードがクラスターを形成します。クラスターのアクセス方法はクライアントによって決定され、ランダム アクセスまたは直接アクセスが可能です。 Redis クラスターはデータ シャーディングにハッシュ スロットを使用しており、合計 16384 個のハッシュ スロットがあり、各スロットにはキーと値のペアを保存できます。ノードが追加または削除されると、ハッシュ スロットが自動的に再割り当てされ、新しいデータがさまざまなノードに均等に分散されます。 Redis には、プロセス全体を通じてデータの整合性と可用性を確保するための、完全なデータ移行メカニズムが組み込まれています。

3. Redis 分散キャッシュの適用例

1. クラスター アーキテクチャ図

次の図は、6 つのノードを含む Redis クラスター アーキテクチャ図です (必要に応じて構成可能)拡張）、各ノードは複数のスロットを格納できます。

2. Redis クラスターの設定手順

1) Redis のインストール

通常のインストール方法は、公式ドキュメント https://redis.io/download からインストールできます。

2) Redis クラスターの構成

Redis クラスターの構成は比較的複雑で、オープン ソース ソフトウェアの redis-trib.rb スクリプトを通じて自動的に完了できます。

3) Redis クラスターを開始する

redis-trib.rb スクリプトを使用して初期化および構成した後、redis-trib.rb ツールを使用して Redis クラスターを開始できます。コマンドは次のとおりです。

redis-trib.rb start

4) Redis クラスターの使用

##上記の手順を完了すると、アプリケーションで Redis クラスターを使用できるようになります。クライアントはまず Redis クラスターの任意のノードに接続する必要があります。このノードは現在リクエストされているデータが存在するノードを返し、その後クライアントは対応するノードにリクエストを送信します。

概要: Redis は、さまざまなデータ構造とデータ型をサポートする、強力で高性能、スケーラブルなインメモリ データベースです。シャーディング技術を通じて分散キャッシュを実装し、システムのキャッシュ容量、信頼性、パフォーマンスを大幅に向上させます。 Redisを利用して分散キャッシュを実装すると、データの読み書き速度やシステムの安定性が向上するだけでなく、Webサイトの効率やユーザーエクスペリエンスも向上する非常に優れたキャッシュ技術です。

以上が分散キャッシュを実装するための Redis メソッドとアプリケーション例の詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。