Redis データベースの負荷分散を実装するための PHP メソッド

インターネット アプリケーションの継続的な開発に伴い、データベースのパフォーマンスと安定性に対する要件がますます高くなっています。従来のスタンドアロン データベースでは、多数の同時読み取りと書き込みのニーズを満たすことができないことがよくあります。分散データベースはアプリケーション システム全体のパフォーマンスとフォールト トレランスを向上させることができますが、システムの複雑さと管理の難しさを増大させます。データの一貫性の問題もいくつかあります。

複数のデータベース ノード間で負荷分散を実現し、システムの安定性と拡張性を向上させるために、Redis は高性能キャッシュおよびキー/値ストレージ データベースとして使用でき、インターネット企業で広く使用されています。実際には、Redis データベースの負荷分散をどのように実現するかも重要な問題です。

この記事では、PHP が Redis データベースの負荷分散を実装する方法と、関連するテクノロジとツールの使用方法を紹介します。

1. Redis データベースの負荷分散

Redis は、高性能のキーバリュー ストレージ データベースであり、データはメモリに保存され、永続化、レプリケーション、トランザクションなどの機能を備えています。 Redis はスタンドアロン モードと分散モードをサポートしており、分散モードには主にマスター/スレーブ レプリケーションとセンチネル モードが含まれます。

マスター/スレーブ レプリケーション モードでは、1 つの Redis インスタンスをマスター ノードとして使用し、他の Redis インスタンスをスレーブ ノードとして使用します。マスター ノードはスレーブ ノードへの書き込み操作を同期し、スレーブ ノードはデータの読み取りのみ可能です。マスター ノードに障害が発生した場合、スレーブ ノードがマスター ノードのタスクを引き継ぐことができます。

Sentinel モードは、Redis インスタンスの 1 つを監視ノードとして使用し、すべての Redis ノードの正常性状態を監視することでフェイルオーバーを実現します。ノードに障害が発生すると、Sentinel はスレーブ ノードをマスター ノードに自動的に昇格させ、分散システム全体の可用性とデータの整合性を確保します。

2. PHP は Redis データベースの負荷分散を実装します

PHP アプリケーション開発で、Redis をキャッシュまたはデータ ストレージ データベースとして使用する場合は、通常、拡張ライブラリ phpredis を使用します。 phpredis は C 言語で書かれた PHP 拡張ライブラリで、Redis API を呼び出すことで PHP と Redis 間のデータ連携を実現します。 Redis 負荷分散を実装する場合、phpredis 拡張ライブラリに基づいて開発できます。

1. RedisCluster

RedisCluster は、phpredis 拡張ライブラリによって提供される Redis クラスター マネージャーであり、すべての Redis ノードを自動的にグループ化し、負荷分散とフェイルオーバーを実現できます。 RedisCluster では、異なる読み取りモードと書き込みモードを設定でき、マスター/スレーブ レプリケーション モードとセンチネル モードをサポートします。

まず、PHP に phpredis 拡張ライブラリをインストールして設定する必要がありますが、ここでは説明しません。次に、RedisCluster の初期化と接続は、次のコードを通じて実現できます。

$redis = new RedisCluster(NULL, array(
   '127.0.0.1:6379',
   '127.0.0.1:6380',
   '127.0.0.1:6381',
));

このうち、RedisCluster の最初のパラメータは NULL で、デフォルトのグローバル構成が使用されることを示します。 2 番目のパラメーターは、すべての Redis ノードの IP アドレスとポート番号を含む配列です。

2. RedisClusterProxy

RedisClusterProxy は、接続プーリングと負荷分散を実装できる PHP 拡張コンポーネントです。 RedisClusterProxy は、初期化中にすべての Redis ノードに自動的に接続し、実際の負荷状況に基づいてリクエストを対応する Redis ノードに自動的にルーティングします。 Redis ノードに障害が発生した場合、RedisClusterProxy はリクエストを他の通常の Redis ノードに自動的にルーティングし、システム全体の可用性と安定性を確保します。

PHP で RedisClusterProxy 拡張ライブラリをインストールして構成する必要がありますが、ここでは説明しません。 RedisClusterProxy は次のコードで使用できます:

$client = new RedisClusterProxy(array(
   'server1' => '127.0.0.1:6379',
   'server2' => '127.0.0.1:6380',
   'server3' => '127.0.0.1:6381',
));

// 执行操作
$client->SET('key', 'value');
$client->GET('key');

このうち、RedisClusterProxy の最初のパラメーターは、すべての Redis ノードの IP アドレスとポート番号を含む連想配列です。

3. 負荷分散ツールを使用する

実際のアプリケーションでは、Redis ノードの数が多く、異なるコンピューター ルームやデータ センターに分散している場合もあります。この場合、手動による負荷分散とフェイルオーバーには多大な時間と労力がかかり、バランスと信頼性を実現するのは容易ではありません。

したがって、LVS、HAProxy、Keepalived などのいくつかの負荷分散ツールを使用して、Redis クラスターを自動的に管理できます。これらのツールは、豊富な負荷分散アルゴリズム、ヘルスチェック、自動フェイルオーバー、その他の機能を提供し、Redis クラスターの安定性とスケーラビリティを大幅に向上させ、管理とメンテナンスのコストを削減します。

4. 概要

Redis は、マスター/スレーブ レプリケーションとセンチネル モードを通じてマルチノード環境で負荷分散と高可用性を実現できる、高性能キャッシュおよびキー値ストレージ データベースです。 。 PHP 開発者は、phpredis 拡張ライブラリまたは RedisClusterProxy 拡張コンポーネントを通じて Redis クラスターを管理および接続できます。同時に、負荷分散ツールを使用すると、Redis クラスターの安定性とスケーラビリティをさらに向上させることができるため、実際のアプリケーションでの使用をお勧めします。

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