這次帶給大家PHP實作一致性Hash演算法步驟詳解,PHP實作一致性Hash演算法的注意事項有哪些,以下就是實戰案例,一起來看一下。
一致性雜湊演算法是分散式系統中常用的算法,為什麼要用這個演算法?
例如:一個分散式儲存系統,要將資料儲存到具體的節點(伺服器)上, 在伺服器數量不改變的情況下,如果採用普通的hash再對伺服器總數量取模的方法(如key%伺服器總數量),如果期間有伺服器宕機了或需要增加伺服器,問題就出來了。同一個key經過hash之後,再與伺服器總數量取模的結果跟之前的結果會不一樣,這就導致了先前保存資料的遺失。因此,引入了一致性Hash(Consistent Hashing)分佈演算法
把資料用hash函數(如md5,sha1),映射到一個圓環上,如上圖所示,資料在儲存時,先根據hash演算法算出key的hash值,對應到這個環中的位置,如k1對應圖中所示的位置同,然後沿著順時針方向找到伺服器節點B,然後把k1在存到B這個節點中。
如果B節點宕機了,則B上的資料就會落到C節點上,如下圖所示
一致性雜湊演算法的PHP實作
下面給一個介面/** * 一致性哈希实现接口 * Interface ConsistentHash */ interface ConsistentHash { //将字符串转为hash值 public function cHash($str); //添加一台服务器到服务器列表中 public function addServer($server); //从服务器删除一台服务器 public function removeServer($server); //在当前的服务器列表中找到合适的服务器存放数据 public function lookup($key); }這個介面分別定義了4個方法,cHash(將字串處理為hash值)、addServer(增加一台伺服器)、removeServer(移除一台伺服器)、lookup(找到一台伺服器來儲存資料)下面給出一個該介面的具體實作
/** * 具体一致性哈希实现 * author chenqionghe * Class MyConsistentHash */ class MyConsistentHash implements ConsistentHash { public $serverList = array(); //服务器列列表 public $virtualPos = array(); //虚拟节点的位置 public $virtualPosNum = 5; //每个节点对应5个虚节点 /** * 将字符串转换成32位无符号整数hash值 * @param $str * @return int */ public function cHash($str) { $str = md5($str); return sprintf('%u', crc32($str)); } /** * 在当前的服务器列表中找到合适的服务器存放数据 * @param $key 键名 * @return mixed 返回服务器IP地址 */ public function lookup($key) { $point = $this->cHash($key);//落点的hash值 $finalServer = current($this->virtualPos);//先取圆环上最小的一个节点当成结果 foreach($this->virtualPos as $pos=>$server) { if($point virtualPos);//重置圆环的指针为第一个 return $finalServer; } /** * 添加一台服务器到服务器列表中 * @param $server 服务器IP地址 * @return bool */ public function addServer($server) { if(!isset($this->serverList[$server])) { for($i=0; $ivirtualPosNum; $i++) { $pos = $this->cHash($server . '-' . $i); $this->virtualPos[$pos] = $server; $this->serverList[$server][] = $pos; } ksort($this->virtualPos,SORT_NUMERIC); } return TRUE; } /** * 移除一台服务器(循环所有的虚节点,删除值为该服务器地址的虚节点) * @param $key * @return bool */ public function removeServer($key) { if(isset($this->serverList[$key])) { //删除对应虚节点 foreach($this->serverList[$key] as $pos) { unset($this->virtualPos[$pos]); } //删除对应服务器 unset($this->serverList[$key]); } return TRUE; } }然後, 讓我們來測試一下演算法
$hashServer = new MyConsistentHash(); $hashServer->addServer('192.168.1.1'); $hashServer->addServer('192.168.1.2'); $hashServer->addServer('192.168.1.3'); $hashServer->addServer('192.168.1.4'); $hashServer->addServer('192.168.1.5'); $hashServer->addServer('192.168.1.6'); $hashServer->addServer('192.168.1.7'); $hashServer->addServer('192.168.1.8'); $hashServer->addServer('192.168.1.9'); $hashServer->addServer('192.168.1.10'); echo "增加十台服务器192.168.1.1~192.168.1.10<br>"; echo "保存 key1 到 server :".$hashServer->lookup('key1') . '<br>'; echo "保存 key2 到 server :".$hashServer->lookup('key2') . '<br>'; echo "保存 key3 到 server :".$hashServer->lookup('key3') . '<br>'; echo "保存 key4 到 server :".$hashServer->lookup('key4') . '<br>'; echo "保存 key5 到 server :".$hashServer->lookup('key5') . '<br>'; echo "保存 key6 到 server :".$hashServer->lookup('key6') . '<br>'; echo "保存 key7 到 server :".$hashServer->lookup('key7') . '<br>'; echo "保存 key8 到 server :".$hashServer->lookup('key8') . '<br>'; echo "保存 key9 到 server :".$hashServer->lookup('key9') . '<br>'; echo "保存 key10 到 server :".$hashServer->lookup('key10') . '<br>'; echo '<hr>'; echo "移除一台服务器192.168.1.2<br>"; $hashServer->removeServer('192.168.1.2'); echo "保存 key1 到 server :".$hashServer->lookup('key1') . '<br>'; echo "保存 key2 到 server :".$hashServer->lookup('key2') . '<br>'; echo "保存 key3 到 server :".$hashServer->lookup('key3') . '<br>'; echo "保存 key4 到 server :".$hashServer->lookup('key4') . '<br>'; echo "保存 key5 到 server :".$hashServer->lookup('key5') . '<br>'; echo "保存 key6 到 server :".$hashServer->lookup('key6') . '<br>'; echo "保存 key7 到 server :".$hashServer->lookup('key7') . '<br>'; echo "保存 key8 到 server :".$hashServer->lookup('key8') . '<br>'; echo "保存 key9 到 server :".$hashServer->lookup('key9') . '<br>'; echo "保存 key10 到 server :".$hashServer->lookup('key10') . '<br>'; echo '<hr>'; echo "移除一台服务器192.168.1.6<br>"; $hashServer->removeServer('192.168.1.6'); echo "保存 key1 到 server :".$hashServer->lookup('key1') . '<br>'; echo "保存 key2 到 server :".$hashServer->lookup('key2') . '<br>'; echo "保存 key3 到 server :".$hashServer->lookup('key3') . '<br>'; echo "保存 key4 到 server :".$hashServer->lookup('key4') . '<br>'; echo "保存 key5 到 server :".$hashServer->lookup('key5') . '<br>'; echo "保存 key6 到 server :".$hashServer->lookup('key6') . '<br>'; echo "保存 key7 到 server :".$hashServer->lookup('key7') . '<br>'; echo "保存 key8 到 server :".$hashServer->lookup('key8') . '<br>'; echo "保存 key9 到 server :".$hashServer->lookup('key9') . '<br>'; echo "保存 key10 到 server :".$hashServer->lookup('key10') . '<br>'; echo '<hr>'; echo "移除一台服务器192.168.1.8<br>"; $hashServer->removeServer('192.168.1.8'); echo "保存 key1 到 server :".$hashServer->lookup('key1') . '<br>'; echo "保存 key2 到 server :".$hashServer->lookup('key2') . '<br>'; echo "保存 key3 到 server :".$hashServer->lookup('key3') . '<br>'; echo "保存 key4 到 server :".$hashServer->lookup('key4') . '<br>'; echo "保存 key5 到 server :".$hashServer->lookup('key5') . '<br>'; echo "保存 key6 到 server :".$hashServer->lookup('key6') . '<br>'; echo "保存 key7 到 server :".$hashServer->lookup('key7') . '<br>'; echo "保存 key8 到 server :".$hashServer->lookup('key8') . '<br>'; echo "保存 key9 到 server :".$hashServer->lookup('key9') . '<br>'; echo "保存 key10 到 server :".$hashServer->lookup('key10') . '<br>'; echo '<hr>'; echo "移除一台服务器192.168.1.2<br>"; $hashServer->removeServer('192.168.1.2'); echo "保存 key1 到 server :".$hashServer->lookup('key1') . '<br>'; echo "保存 key2 到 server :".$hashServer->lookup('key2') . '<br>'; echo "保存 key3 到 server :".$hashServer->lookup('key3') . '<br>'; echo "保存 key4 到 server :".$hashServer->lookup('key4') . '<br>'; echo "保存 key5 到 server :".$hashServer->lookup('key5') . '<br>'; echo "保存 key6 到 server :".$hashServer->lookup('key6') . '<br>'; echo "保存 key7 到 server :".$hashServer->lookup('key7') . '<br>'; echo "保存 key8 到 server :".$hashServer->lookup('key8') . '<br>'; echo "保存 key9 到 server :".$hashServer->lookup('key9') . '<br>'; echo "保存 key10 到 server :".$hashServer->lookup('key10') . '<br>'; echo '<hr>'; echo "增加一台服务器192.168.1.11<br>"; $hashServer->addServer('192.168.1.11'); echo "保存 key1 到 server :".$hashServer->lookup('key1') . '<br>'; echo "保存 key2 到 server :".$hashServer->lookup('key2') . '<br>'; echo "保存 key3 到 server :".$hashServer->lookup('key3') . '<br>'; echo "保存 key4 到 server :".$hashServer->lookup('key4') . '<br>'; echo "保存 key5 到 server :".$hashServer->lookup('key5') . '<br>'; echo "保存 key6 到 server :".$hashServer->lookup('key6') . '<br>'; echo "保存 key7 到 server :".$hashServer->lookup('key7') . '<br>'; echo "保存 key8 到 server :".$hashServer->lookup('key8') . '<br>'; echo "保存 key9 到 server :".$hashServer->lookup('key9') . '<br>'; echo "保存 key10 到 server :".$hashServer->lookup('key10') . '<br>'; echo '<hr>';運行結果如下
17.1-16811212168.110增加十台伺服器192.168.1.1~192.168.1.10
key17 到#1812112168.110
儲存key1 到server :192.168.1.2
儲存key2 到server :192.168.1.1
儲存key3 到server :191668.192662.
儲存key4 到server :192.168.1.8
儲存key5 到server :192.168.1.9
儲存key6 到server :192.168.1.10
已經儲存到#key7 到server :192.168.1.7 儲存到被儲存到#key server :192.168.1.4
儲存key9 到server :192.168.1.7
儲存key10 到server :192.168.1.4
移除一台伺服器192.168.1.2
儲存key1 到server :1922168.192#key1 到server17. ##儲存key3 到server :192.168.1.1
儲存key3 到server :192.168.1.6
儲存key4 到server :192.168.1.8
儲存key5 到server :192.168.169.1.8
儲存key5 到server :192.168.11.server# :192.168.1.10
儲存key7 到server :192.168.1.7
儲存key8 到server :192.168.1.4
儲存key9 到server :192.168.1.7
##key10 到server :192.168.1.7
##192.server 儲存:1186:
186:186:##21. #移除一台伺服器192.168.1.6
儲存key1 到server :192.168.1.7
儲存key2 到server :192.168.1.1
儲存key3 到server :192.168.1.3
##key4 到 server: 192.168.1.8
保存key5 到server :192.168.1.9
保存key6 到server :192.168.1.10
保存key7 到server :192.168.1.7
保存key8 到server :1server :192.168.1.7
存檔儲存key9 到server :192.168.1.7
儲存key10 到server :192.168.1.4
移除一台伺服器192.168.1.8
儲存key1 到server :192.168.1.7
key2 到儲存key1 到server :192.168.1.7
key12 到server:68 .1.1
保存key3 到server :192.168.1.3
保存key4 到server :192.168.1.10
保存key5 到server :192.168.1.9
保存key6 到server :192.168.1. key7 到server :192.168.1.7
儲存key8 到server :192.168.1.4
儲存key9 到server :192.168.1.7
儲存key10 到server :192.168.168.1.7
儲存key10 到server :192.168.1.4#1686868.1.4#16868.1.4#168. 1.2
儲存key1 到server :192.168.1.7
儲存key2 到server :192.168.1.1
儲存key3 到server :192.168.1.3
儲存key4 儲存到server :192.168.168.1.3
儲存key4 到server :192.168.1.101151511592.168.1.到server :192.168.1.9
保存key6 到server :192.168.1.10
保存key7 到server :192.168.1.7
保存key8 到server :192.168.1.4
key9 到儲存key8 到server :192.168.1.4
19 到儲存key8 到server :192.168.1.4
19 到儲存key8
儲存key10 到server :192.168.1.4
增加一台伺服器192.168.1.11
儲存key1 到server :192.168.1.7
儲存key2 到server :192.168.1.1
key3 儲存到:192.168.1.11
儲存key4 到server :192.168.1.10
儲存key5 到server :192.168.1.9
儲存key6 到server :192.168.1.10
key17 到 168.192.168.1.10
17.server1681211212119.1212121.10
17.1-1681121212119.1017.1-1681121212121.10
17。 #儲存key8 到server :192.168.1.4儲存key9 到server :192.168.1.7
儲存key10 到server :192.168.1.4可以,看到,使用一致性哈希後,無認是增加伺服器還是減少伺服器都最大程度的保證了資料的完整性、均勻性.
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使用數據庫存儲會話的主要優勢包括持久性、可擴展性和安全性。 1.持久性:即使服務器重啟,會話數據也能保持不變。 2.可擴展性:適用於分佈式系統,確保會話數據在多服務器間同步。 3.安全性:數據庫提供加密存儲,保護敏感信息。

在PHP中實現自定義會話處理可以通過實現SessionHandlerInterface接口來完成。具體步驟包括:1)創建實現SessionHandlerInterface的類,如CustomSessionHandler;2)重寫接口中的方法(如open,close,read,write,destroy,gc)來定義會話數據的生命週期和存儲方式;3)在PHP腳本中註冊自定義會話處理器並啟動會話。這樣可以將數據存儲在MySQL、Redis等介質中,提升性能、安全性和可擴展性。

SessionID是網絡應用程序中用來跟踪用戶會話狀態的機制。 1.它是一個隨機生成的字符串,用於在用戶與服務器之間的多次交互中保持用戶的身份信息。 2.服務器生成並通過cookie或URL參數發送給客戶端,幫助在用戶的多次請求中識別和關聯這些請求。 3.生成通常使用隨機算法保證唯一性和不可預測性。 4.在實際開發中,可以使用內存數據庫如Redis來存儲session數據,提升性能和安全性。

在無狀態環境如API中管理會話可以通過使用JWT或cookies來實現。 1.JWT適合無狀態和可擴展性,但大數據時體積大。 2.Cookies更傳統且易實現,但需謹慎配置以確保安全性。

要保護應用免受與會話相關的XSS攻擊,需採取以下措施:1.設置HttpOnly和Secure標誌保護會話cookie。 2.對所有用戶輸入進行輸出編碼。 3.實施內容安全策略(CSP)限制腳本來源。通過這些策略,可以有效防護會話相關的XSS攻擊,確保用戶數據安全。

优化PHP会话性能的方法包括:1.延迟会话启动,2.使用数据库存储会话,3.压缩会话数据,4.管理会话生命周期,5.实现会话共享。这些策略能显著提升应用在高并发环境下的效率。

theSession.gc_maxlifetimesettinginphpdeterminesthelifespanofsessiondata,setInSeconds.1)它'sconfiguredinphp.iniorviaini_set().2)abalanceisesneededeededeedeedeededto toavoidperformance andunununununexpectedLogOgouts.3)

在PHP中,可以使用session_name()函數配置會話名稱。具體步驟如下:1.使用session_name()函數設置會話名稱,例如session_name("my_session")。 2.在設置會話名稱後,調用session_start()啟動會話。配置會話名稱可以避免多應用間的會話數據衝突,並增強安全性,但需注意會話名稱的唯一性、安全性、長度和設置時機。


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