데이터베이스의 수평 샤딩 설계 및 실습: PHP 프로그래밍에서의 응용

데이터베이스의 수평 샤딩 설계 및 실습: PHP 프로그래밍에 적용

데이터의 양이 증가함에 따라 데이터베이스를 어떻게 더 잘 관리하고 최적화할 것인가는 모든 개발자의 관심사가 되었습니다. 그 중 데이터베이스 수평 샤딩은 매우 일반적인 최적화 방법입니다. 이 기사에서는 데이터베이스 수평 샤딩의 개념, 원리, 설계 및 실행을 소개하고 PHP 프로그래밍에서 이 기술을 사용하는 방법에 중점을 둘 것입니다.

1. 수평 샤딩의 개념과 원리

수평 샤딩은 특정 필드에 따라 테이블의 데이터를 여러 물리적 테이블에 수평으로 분산시키는 것을 말합니다. 예를 들어 user_0, user_1, user_2 등과 같이 사용자 ID의 값 범위에 따라 사용자 테이블을 여러 테이블로 나눕니다. 이때 사용자 정보를 조회할 때에는 먼저 ID를 통해 테이블명을 계산한 후, 해당 테이블에서 데이터를 검색해야 한다.

수평 샤딩의 주요 기능은 단일 테이블이 너무 클 때 쿼리 효율성이 낮아지는 문제를 해결하기 위해 큰 테이블을 작은 테이블로 분할하는 것입니다. 또한, 서로 다른 테이블의 데이터가 독립적으로 저장되므로 분산 배치 및 고가용성 처리가 용이하다.

2. 수평 샤딩 설계

수평 샤딩을 설계할 때 다음 사항을 고려해야 합니다.

1. 어떤 필드를 샤딩 필드로 사용해야 할까요?
2. 샤딩의 세분성.
3. 샤딩된 데이터의 일관성을 유지하는 방법.
4. 교차 샤드 쿼리 문제를 처리하는 방법.

이러한 문제를 하나씩 해결해 봅시다.

1. 샤딩 키 선택

수평 샤딩 디자인에서는 샤딩 키 선택이 핵심이며 샤딩 효과의 품질에 직접적인 영향을 미칩니다. 일반적으로 특정 테이블의 기본 키나 고유 인덱스를 샤딩 키로 선택합니다. 어떤 필드를 샤딩 키로 선택할지는 사용자 ID 기반 샤딩, 주문 상태 기반 샤딩 등 특정 비즈니스 조건에 따라 결정되어야 합니다.

2. 샤딩 세분성

샤딩 필드를 선택한 후에는 샤딩 세분성도 고려해야 합니다. 샤딩 세분성이 미세할수록 단일 테이블의 데이터 볼륨은 작아지고 이에 따라 쿼리 효율성도 향상됩니다. 그러나 샤딩의 세분성은 너무 작아서는 안 되며, 물리적 테이블이 너무 많으면 데이터베이스 관리 및 유지 관리에 도움이 되지 않습니다.

3. 샤딩된 데이터의 일관성

샤딩 후에는 이러한 데이터의 일관성을 보장하면서 서로 다른 물리적 테이블의 동일한 샤딩 키 아래에 서로 다른 데이터를 저장하는 방법을 고려해야 합니다. 구체적인 구현 방법은 두 가지가 있습니다.

(1) 수직 샤딩: 서로 다른 테이블에 서로 다른 필드를 배치합니다. 예를 들어 사용자의 기본 정보와 주문 정보가 서로 다른 테이블에 저장됩니다. 이 방법의 장점은 교차 테이블 조인 문제를 고려할 필요가 없으며 교차 테이블 레코드 간의 데이터 일관성 문제도 피할 수 있다는 것입니다.

(2) 수평 샤딩: 동일한 테이블의 데이터를 여러 물리적 테이블로 분산합니다. 이 방법의 장점은 단일 테이블의 과도한 데이터 볼륨 문제를 피하면서 하드웨어 리소스를 최대한 활용할 수 있다는 것입니다. 그러나 크로스 테이블 쿼리 및 데이터 일관성 문제를 고려해야 하며 이러한 문제를 방지하려면 몇 가지 특수 기술을 사용해야 합니다.

4. 샤드 간 쿼리 문제 처리

샤드 전체를 쿼리할 때 먼저 쿼리에 포함된 샤드 목록을 확인한 다음 이러한 샤드에 대해 쿼리 작업을 수행해야 합니다. 쿼리 조건에 샤드 키가 포함되어 있으면 해당 물리적 테이블에 직접 쿼리를 배치할 수 있고, 쿼리 조건에 샤드 키가 포함되어 있지 않으면 쿼리를 모든 샤드에서 수행한 후 결과를 병합해야 합니다. 고객 측으로 반환되었습니다. 이를 통해 여러 샤드의 쿼리 문제를 해결할 수 있지만 더 높은 리소스 비용과 시간 비용이 필요합니다.

3. PHP를 사용하여 수평 샤딩 구현

PHP 애플리케이션에서는 ShardingSphere 및 Doctrine ORM과 같은 프레임워크를 통해 수평 샤딩을 구현할 수 있습니다. 여기서는 ShardingSphere를 예로 들어 이 프레임워크를 사용하여 수평 샤딩을 구현하는 방법을 소개합니다.

ShardingSphere는 Java와 PHP 두 가지 버전을 제공하는 중국 최고의 오픈 소스 분산 데이터베이스 미들웨어입니다. 구체적인 구현은 다음과 같습니다.

1. 먼저 작곡가.json 구성 파일에 ShardingSphere 종속성을 추가해야 합니다.

"require": {
"php": "^7.2.5",
"sharding- sphere/sharding-proxy": "^5.3",
"sharding-sphere/sharding-core": "^5.3"
}

2. 그런 다음 ShardingSphere의 시작 로직을 PHP 코드에 추가해야 합니다. MySQL을 예로 들어 시작 코드에 다음 콘텐츠를 추가해야 합니다.

use ShardingSphereShardingAutoConfiguration;

$parser = new ShardingSphereParserMySQLMySQLParser();
$executor = new ShardingSphereExecutorExecutorEngine();

$shardingConfig = new ShardingAuto 컨피 guration() ;

$shardingConfig->setDataSource($dataSource); // 데이터 소스 설정
$shardingConfig->setShardingRule($shardingRuleConfig); // 샤딩 규칙 설정

$config = new ShardingSphereProxyCommandLineConfig();

$ 인스턴스 = 새로운 ShardingSphereProxyShardingInstanceLoader($parser, $executor);

$instance->load($config, $shardingConfig);

3. 마지막으로 특정 비즈니스 조건에 따라 해당 샤딩 규칙을 작성해야 합니다.

특정 비즈니스 시나리오를 기반으로 특정 샤딩 규칙을 공식화해야 합니다. 예를 들어, 사용자 ID의 샤딩 규칙의 경우 사용자 ID를 10으로 나눈 결과를 샤딩 키로 사용할 수 있으며, 그 결과를 기반으로 여러 물리적 테이블에 분산할 수 있습니다.

이 시점에서 ShardingSphere를 사용하여 데이터베이스의 수평 샤딩을 구현하기 위한 모든 코드 구현을 완료했습니다.

요약

이 글에서는 데이터베이스 수평 샤딩의 개념, 원리, 디자인 및 실습을 소개하고 ShardingSphere 프레임워크를 사용하여 PHP 프로그래밍에서 수평 샤딩을 구현하는 방법을 소개합니다. 수평 샤딩을 통해 큰 테이블을 작은 테이블로 분할하고 쿼리 효율성을 향상하며 분산 배포 및 고가용성 처리를 촉진할 수 있습니다.

위 내용은 데이터베이스의 수평 샤딩 설계 및 실습: PHP 프로그래밍에서의 응용의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!