데이터베이스 샤딩 확장을 구현하는 PHP 방법

인터넷 시대에 데이터는 기업의 가장 중요한 자산 중 하나가 되었습니다. 데이터 저장 및 처리에 대한 수요가 지속적으로 증가함에 따라, 데이터베이스 확장은 많은 기업에서 불가피한 선택이 되었습니다. 단일 데이터베이스가 기업의 요구 사항을 충족할 수 없는 경우 데이터베이스 샤딩이 효과적인 확장 솔루션이 됩니다.

데이터베이스 샤딩은 데이터베이스를 여러 개의 독립적인 라이브러리로 수평적으로 분할하는 것을 의미하며, 각 라이브러리는 데이터의 일부를 저장하여 단일 라이브러리의 부하를 줄이고 시스템 성능을 향상시킵니다. 실제 애플리케이션 시나리오에서 데이터베이스 샤딩은 일반적으로 수직 샤딩과 수평 샤딩의 두 가지 방법으로 구분됩니다. 이 기사에서는 주로 PHP에서 구현하는 수평 샤딩 확장 방법을 소개합니다.

1. 데이터베이스 수평 샤딩의 기본 아이디어

먼저, 특정 규칙에 따라 데이터를 여러 샤드로 나누어야 합니다. 비즈니스 요구에 따라 특정 파티셔닝 규칙을 공식화할 수 있습니다. 일반적으로 사용되는 규칙은 다음과 같습니다.

• 범위 기반 샤딩: 각 샤드에 저장된 데이터 범위가 서로 독립적인지 확인하기 위해 특정 열의 값을 기반으로 샤딩합니다.
해시 샤딩 기반: 특정 열의 값에 대해 해시 작업을 수행하여 값을 얻은 다음 해당 값을 여러 샤드에 분산하여 각 샤드에 저장된 데이터가 대략적으로 균형을 이루도록 합니다.

샤드를 분할한 후, 데이터가 위치한 샤드에 따라 접속할 해당 데이터베이스를 선택할 수 있도록 연결 레이어를 수정해야 합니다. 특히 연결 계층은 조각 용량, 조각 시작 값, 조각 끝 값 등과 같은 각 조각의 관련 정보를 기록하고 비즈니스 계층에서 사용할 인터페이스를 노출해야 합니다.

마지막으로 비즈니스 계층은 파티셔닝 규칙에 따라 데이터베이스에 대한 읽기 및 쓰기 요청을 해당 샤드에 보내야 합니다. 비즈니스 계층의 데이터베이스 작업은 실제로 연결 계층의 캡슐화입니다. CRUD 작업을 수행하려면 샤딩 규칙에 따라 해당 데이터베이스를 선택해야 합니다.

PHP에서 데이터베이스 샤딩 확장을 구현하는 방법

PHP에서는 PDO를 사용하여 MySQL 데이터베이스의 샤딩 확장을 달성할 수 있습니다. 구체적으로 다음 단계를 따라야 합니다.

2.1 PDO 연결 만들기

PDO 연결을 만들 때 몇 가지 세부 사항에 주의해야 합니다. 먼저, PDO 연결은 메인 라이브러리의 관련 구성 정보와 샤딩된 라이브러리 목록을 지정해야 합니다. 둘째, PDO 예외를 캡처하고 처리할 수 있도록 PDO::ATTR_ERRMODE 특성을 PDO::ERRMODE_EXCEPTION으로 설정해야 합니다. 마지막으로 실제 전처리가 가능하도록 PDO::ATTR_EMULATE_PREPARES 속성을 false로 설정해야 합니다.

샘플 코드는 다음과 같습니다.

// 主库配置信息
$masterConfig = [
    'dsn'      => 'mysql:host=127.0.0.1;port=3306;dbname=test',
    'username' => 'root',
    'password' => 'root',
];

// 分片库列表
$shardConfigList = [
    [
        'dsn'      => 'mysql:host=127.0.0.1;port=3306;dbname=test_shard_0',
        'username' => 'root',
        'password' => 'root',
    ],
    [
        'dsn'      => 'mysql:host=127.0.0.1;port=3306;dbname=test_shard_1',
        'username' => 'root',
        'password' => 'root',
    ],
];

// 创建PDO连接
$pdo = new PDO($masterConfig['dsn'], $masterConfig['username'], $masterConfig['password'], [
    PDO::ATTR_ERRMODE => PDO::ERRMODE_EXCEPTION,
    PDO::ATTR_EMULATE_PREPARES => false,
]);

2.2 샤딩된 쿼리 실행

애플리케이션에서 데이터베이스 작업을 수행할 때 파티셔닝 규칙에 따라 데이터를 해당 샤드에 할당해야 합니다. 일반적으로 샤딩된 라이브러리 세트의 구조는 동일하며 데이터만 다릅니다. 따라서 샤드 쿼리를 수행할 때 먼저 메인 라이브러리로부터 샤드 정보를 획득하고, 샤드 정보를 기반으로 해당 샤드 라이브러리에 쿼리 요청을 전달할 수 있습니다.

샘플 코드는 다음과 같습니다.

// 获取分片信息
$sql = 'SELECT * FROM `shard_info` WHERE shard_id = ?';
$stmt = $pdo->prepare($sql);
$stmt->execute([$shardId]);
$info = $stmt->fetch(PDO::FETCH_ASSOC);
if (!$info) {
    throw new RuntimeException('Shard not found');
}

// 创建分片PDO连接
$pdoShard = new PDO($info['dsn'], $info['username'], $info['password'], [
    PDO::ATTR_ERRMODE => PDO::ERRMODE_EXCEPTION,
    PDO::ATTR_EMULATE_PREPARES => false,
]);

// 执行查询
$sql = 'SELECT * FROM `table` WHERE `key` = ?';
$stmt = $pdoShard->prepare($sql);
$stmt->execute([$key]);
$rows = $stmt->fetchAll(PDO::FETCH_ASSOC);

2.3 샤딩 트랜잭션 실행

분산 트랜잭션을 수행할 때 관련된 여러 샤드의 작업을 전체적으로 처리해야 합니다. 특히 분산 트랜잭션의 일관성을 달성하기 위해 2단계 커밋 프로토콜을 활용할 수 있습니다.

그 중 첫 번째 단계_준비 단계에서는 해당 트랜잭션 ID를 얻기 위해 관련된 모든 샤드에 준비 요청을 보내야 합니다. 모든 샤드가 성공적인 응답을 반환한 후 커밋/중단 요청을 모든 샤드에 보내 트랜잭션을 커밋하거나 롤백해야 합니다.

샘플 코드는 다음과 같습니다.

// 开始分布式事务
$pdo->beginTransaction();

try {
    // 准备分片事务
    $xid = uniqid();
    $prepares = [];

    foreach ($shardConfigList as $shardConfig) {
        $pdoShard = new PDO($shardConfig['dsn'], $shardConfig['username'], $shardConfig['password'], [
            PDO::ATTR_ERRMODE => PDO::ERRMODE_EXCEPTION,
            PDO::ATTR_EMULATE_PREPARES => false,
        ]);

        $pdoShard->beginTransaction();
        $stmt = $pdoShard->prepare('INSERT INTO `table` (`key`, `value`) VALUES (?, ?)');
        $stmt->execute([$key, $value]);
        $prepares[] = [$pdoShard, $xid];
    }

    // 提交分片事务
    foreach ($prepares as [$pdoShard, $xid]) {
        $stmt = $pdoShard->prepare('PREPARE TRANSACTION ?');
        $stmt->execute([$xid]);
    }

    foreach ($prepares as [$pdoShard, $xid]) {
        $stmt = $pdoShard->prepare('COMMIT PREPARED ?');
        $stmt->execute([$xid]);
    }

    // 提交整个事务
    $pdo->commit();
} catch (Exception $ex) {
    // 回滚分片事务
    foreach ($prepares as [$pdoShard, $xid]) {
        $stmt = $pdoShard->prepare('ROLLBACK PREPARED ?');
        $stmt->execute([$xid]);
    }

    // 回滚整个事务
    $pdo->rollback();
}

요약

데이터베이스 샤딩은 단일 데이터베이스의 높은 부하 문제를 해결하는 데 도움을 줄 수 있는 효과적인 확장 솔루션입니다. PHP에서 PDO는 MySQL 데이터베이스의 샤드 확장을 달성하는 데 사용될 수 있습니다. 특정 작업 프로세스에는 PDO 연결 생성, 샤드 쿼리 실행 및 샤드 트랜잭션 실행이 포함됩니다. 실제 애플리케이션에서는 데이터 분할 규칙과 연결 계층 수정, 분산 트랜잭션의 일관성에 주의를 기울여야 합니다.

위 내용은 데이터베이스 샤딩 확장을 구현하는 PHP 방법의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!