PHP アプリケーションでの Redis ハッシュ シャーディング

Web アプリケーションがますます複雑になるにつれて、データを効率的に保存および読み取る方法が重要な問題になっています。 Redis は、データのキャッシュと保存によく使用される高速なオープン ソースのキーと値のデータベースであり、複数のデータ型、データの永続化、レプリケーション、その他の機能をサポートしています。 PHP アプリケーションでは、Redis がキャッシュ、キュー、データ ストレージとしてよく使用されます。この記事では、Redis のハッシュ シャーディング テクノロジを紹介し、そのアプリケーション シナリオと PHP アプリケーションでの実装方法について説明します。

Redis ハッシュ シャーディングとは何ですか?

Redis のハッシュ シャーディングは、大きなハッシュ テーブルを複数の小さなハッシュ テーブルに分割するデータ セグメンテーション テクノロジです。各小さなテーブルにはデータの一部のみが保存され、いくつかのアルゴリズムを使用してデータを分割します。テーブルとマッピングします。このテクノロジーにより、単一ノードの負荷を軽減しながら、大量のデータの読み書きや同時リクエストの増加時の Redis のパフォーマンスを向上させることができます。

Redis では、ハッシュ シャーディングを実装するには、クライアント シャーディングとプロキシ シャーディングの 2 つの方法があります。クライアント側シャーディングとは、クライアントが複数の Redis インスタンスにデータを分散する責任を負い、各インスタンスがデータの一部を保存することを意味します。プロキシ シャーディングとは、データ分散を担当する中間プロキシを使用することを指します。クライアントはプロキシとの対話のみを担当し、プロキシはデータを別の Redis インスタンスに転送します。ブローカー シャーディングでは、Redis ノードを追加または削除することでデータ分散を動的に調整できますが、追加のブローカーとネットワーク オーバーヘッドを維持する必要があります。

PHP アプリケーションのアプリケーション シナリオ

ハッシュ シャーディングは通常、ソーシャル ネットワーク、電子商取引、広告プラットフォーム、その他のアプリケーションなど、データ量が多く同時実行性が高いシナリオで使用されます。これらのアプリケーションでは、同時読み取りおよび書き込みリクエストが頻繁に行われるのが一般的であり、すべてのリクエストが単一の Redis ノードで実行されると、ノードの負荷が高くなりすぎて、応答速度と安定性に影響を及ぼします。ハッシュ シャーディングを通じて、リクエストを複数の Redis インスタンスに分散でき、各インスタンスはリクエストの一部のみを処理するため、単一ノードの負担が効果的に軽減されます。さらに、ハッシュ シャーディングによりデータ容量とスループットが向上し、アプリケーションのビジネス ニーズを満たすことができます。

さらに、ハッシュ シャーディングはデータの分離と拡張にも使用できます。データを複数の Redis インスタンスに分散することで、異なるユーザーまたは企業が異なるインスタンスを使用してデータの分離と拡張を実現できます。たとえば、電子商取引アプリケーションでは、さまざまな販売業者からの製品データをさまざまな Redis インスタンスに保存して、データの分離と柔軟性を向上させることができます。

Redis ハッシュ シャーディングの実装方法

ハッシュ シャーディングを実装する鍵となるのは、データを Redis インスタンスにマッピングする方法です。ハッシュ シャーディングを実装するアルゴリズムは数多くありますが、その中で最も一般的に使用されるアルゴリズムはコンシステント ハッシュ アルゴリズムとモジュラー アルゴリズムです。

コンシステント ハッシュ アルゴリズムは、データとノードをリング空間にマッピングし、各ノードが特定の空間を占有します。データのハッシュ値を計算し、リング上の特定の位置にデータをマッピングし、リングに沿って時計回りに探索してデータのハッシュ値以上の最初のノードを見つけ、そのデータをリング上に格納します。ノード。このアルゴリズムの利点は、ノードを動的に追加または削除できることです。これは隣接するノードにのみ影響し、ノードとキー間のマッピング関係の変更が軽減されます。欠点は、ノードのホットスポットの問題があることであり、ノードに障害が発生すると、データが失敗したり、他のノードに転送されたりして、システムの安定性に影響を与える可能性があります。

モジュロ アルゴリズムは、データ ハッシュ値をモジュロして数値を取得し、この数値をノード数でモジュロしてシャード番号を取得します。対応するノードにデータを保存します。このアルゴリズムの利点は、シンプルで実装が容易であり、各ノードの負荷が比較的バランスが取れていることです。欠点は、ノードを動的に追加または削除できないことと、ノードとキーの間のマッピング関係を再計算する必要があり、コストがかかることです。

PHP アプリケーションでは、通常、ハッシュ シャーディングは Redis 拡張ライブラリといくつかのカスタム関数を使用して実装されます。たとえば、クライアント側のハッシュ シャーディングは RedisCluster クラスを使用して簡単に実装でき、プロキシ ハッシュ シャーディングは RedisProxy クラスを使用して実装できます。同時に、一貫したハッシュ アルゴリズムとモジュール式アルゴリズムの選択、およびノー​​ドとデータ間のマッピング関係の管理と維持にも注意を払う必要があります。

結論

Redis ハッシュ シャーディングは効率的なデータ セグメンテーション テクノロジであり、PHP アプリケーションの幅広いアプリケーション シナリオに対応します。データを複数の Redis インスタンスに分散することで、読み取りおよび書き込みのパフォーマンスを向上させ、単一ノードの負荷を軽減し、データの分離と容量の拡張を同時に実現できます。ハッシュ シャーディングを実装する場合は、適切なアルゴリズムと実装方法を選択し、ノードとデータ間のマッピング関係の管理と維持に注意を払う必要があります。

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