PHP で Memcached データベース クラスターを実装する方法

インターネット アプリケーションの急速な発展に伴い、データの保存と処理はますます大規模かつ複雑になっています。このような状況において、Memcached は高性能で軽量な分散メモリ キャッシュ システムとして、徐々にインターネット アプリケーション分野に不可欠な部分になってきました。 PHP 言語では、Memcached は組み込みの Memcached クラスを拡張することで Memcached サーバーと対話できますが、実際の運用環境では、システムの高可用性とパフォーマンスを確保するために Memcached データベース クラスターを構築する必要があります。

この記事では、次の点を含めて、PHP で Memcached データベース クラスターを実装する方法を紹介します。

1. Memcached サーバーのインストールと構成
2. PHP 拡張機能を使用して、次のことを行います。 Memcached サーバーへのアクセス
3. Memcached データベース クラスターの構築
4. クラスター拡張とフェイルオーバー処理

1. Memcached サーバーのインストールと構成

Linux 環境にインストールし、Memcached サーバーを構成するのは非常に簡単です。 Memcached は次のコマンドでインストールできます:

sudo apt-get install memcached

インストールが完了すると、Memcached はデフォルトでポート 11211 をリッスンします。次のコマンドを使用してサーバーのステータスを確認できます:

memcached-tool localhost:11211 stats

すべてが正常であれば、PHP の Memcached 拡張機能を使用してサーバーを操作できます。

2. PHP 拡張機能を使用して Memcached サーバーにアクセスする

PHP では、Memcached 拡張機能は Memcached サーバーと対話するための API 関数のセットを提供します。

$mem = new Memcached();
$mem->addServer('localhost', 11211); // 添加服务器
$mem->set('key', 'value', 60); // 设置值（过期时间60秒）
$value = $mem->get('key'); // 获取值
$mem->delete('key'); // 删除值

PHP 拡張機能を使用して Memcached サーバーにアクセスするのは非常に簡単ですが、高可用性とパフォーマンスを実現する必要がある場合、単一サーバーでは明らかに十分ではありません。今回は、Memcached データベース クラスターの構築を検討する必要があります。

3. Memcached データベース クラスターの構築

Memcached データベース クラスターを構築するには、マスター/スレーブ レプリケーションと分散ストレージという 2 つの一般的な方法があります。この記事では、分散ストレージを利用してクラスターを構築する方法を紹介します。

分散ストレージは、複数のサーバーで Memcached サーバーを実行し、データを異なるサーバーに分散することで実現できます。分散ストレージでは通常、データはキー値のハッシュ値に基づいて対応するサーバーにマッピングされます。データが異なるサーバー間で均等に分散されるようにするために、一貫したハッシュ アルゴリズムを使用できます。

一貫性のあるハッシュ アルゴリズムの実装は次のとおりです。

まず、すべての Memcached サーバーのアドレスをハッシュして、ハッシュ リング (つまり、より長いバイナリ文字列) を取得します。次に、すべてのキーと値のペアのキー値がハッシュされ、各キー値がリング上の位置に対応するようにハッシュ リングにマッピングされます。次に、すべての Memcached サーバーのアドレスをハッシュ リング上の場所にマッピングします。キー値をクラスターに書き込む必要がある場合、最初にそのハッシュ値が計算され、リング上の対応する位置が見つかります。次に、時計回りに移動して最初の Memcached サーバーのアドレスを見つけ、そのサーバーにデータを保存します。特定のキー値を取得する場合、まずそのハッシュ値を計算し、リング上の対応する位置を見つけます。次に、時計回りに最初の Memcached サーバーのアドレスを探し、データが保存されているかどうかを確認します。そうでない場合は、次のサーバーが見つかるまで遡って探し続けます。

以下は、PHP 拡張機能を使用して Memcached データベース クラスターを構築するためのサンプル コードです:

$mem = new Memcached();
$servers = array(
    array('mem1.example.com', 11211),
    array('mem2.example.com', 11211),
    array('mem3.example.com', 11211),
);
$mem->setOption(Memcached::OPT_DISTRIBUTION, Memcached::DISTRIBUTION_CONSISTENT); // 用一致性哈希分布数据
$mem->setOption(Memcached::OPT_LIBKETAMA_COMPATIBLE, true); // 使用libketama的算法
$mem->addServers($servers); // 添加所有服务器

4. クラスターの拡張とフェイルオーバー処理

実際の運用環境では、クラスターが拡張とフェイルオーバーの処理は非常に重要です。

クラスターを拡張する場合、新しいサーバーを追加するか、サーバーのメモリと接続数を増やすことで、Memcached クラスターのパフォーマンスを向上させることができます。新しいサーバーを追加した場合、すべてのデータを異なるサーバー間で再分散する必要があります。データを明示的に再割り当てしたくない場合は、有効期限が切れるまで待つことができます。

フェイルオーバー処理では、クラスター内の一部のサーバーに障害が発生した場合、タイムリーな対応が必要です。フェイルオーバーは、次の方法で処理できます。

1. サーバーのステータスを検出する: ping コマンドや Memcached の STAT コマンドなどの方法を使用して、サーバーのステータスを検出します。
2. 障害が発生したサーバーをマークする: Memcached::failureCallback 関数を使用すると、障害が発生したときにサーバーをマークし、対応するフェイルオーバー処理を実行できます。
3. データの再配布: エラー サーバーのデータを他の正常なサーバーに再配布します。
4. エラーサーバーを再起動します: サーバーに一時的な障害が発生しただけの場合は、サーバーの再起動を試みることができます。

要約すると、PHP 拡張機能を使用すると、Memcached データベースの読み取りおよび書き込み操作を実現するのに非常に便利です。分散ストレージを使用することで、高可用性とパフォーマンスを備えた Memcached クラスターを構築できます。同時に、クラスターの拡張およびフェイルオーバー処理中に、クラスターの安定性と信頼性を確保するためにタイムリーな応答と処理が必要になります。

以上がPHP で Memcached データベース クラスターを実装する方法の詳細内容です。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。