[原创] Memcache分组和同步机制的实现

[原创] Memcache分组和同步机制的实现

作者：heiyeluren
博客：http://blog.csdn.net/heiyeshuwu
时间：2007-06-25

【Memcache同步类的实现思想】

首先我们明确了解就是Memcache是一个简单、快速、高效的分布式基于内存的缓存工具，一般用于网站等数据库数据缓存、高速交换信息的缓存，比如Session数据等等。Memcache最主要的特点就是两个：一是它是基于内存的高效Hash类缓存方式，二是使用了LUR算法来进行数据有效期控制，这两点就能够很好的满足我们的普通网站的应用。（关于Memcache的使用和协议请参考我的另一篇文章：《Memcache的使用和协议分析详解》http://blog.csdn.net/heiyeshuwu/archive/2006/11/13/1380838.aspx）

Memcache本身也存在一些不足，不能说是不足，至少是为了满足它高效的存取，所以没有去实现的功能，包括：一是本身没有内置分布式功能，无法实现使用多台Memcache服务器来存储不同的数据，最大程度的使用相同的资源；二是无法同步数据，容易造成单点故障。

那么其实都可以通过我们的Memcache的客户端程序来解决的，首先我们PHP的PECL中的Memcache扩展能够有效的解决Memcache的分布式问题，主要的接口就是 addServer() 函数，具体关于addServer()函数的实现可以参考该扩展源代码。那么现在就存在第二个问题，就是说无法同步数据，可以理解为MySQL中Master/Slave的机制，就是说如果我们有多台的Memcache服务器，使用addServer函数的话，每个服务器存储的数据都是唯一的，那么任何一台服务器宕机的话，那么这台服务器上的存储数据将丢失无法访问，这样肯定是无法充分发挥我们Memcache威力的，那么我们就需要一个方式来解决这个问题，这个就是本文主要要探讨解决的问题：关于在多台Memcache服务器中分组和同步数据的问题。

针对这个问题我构建了一个PHP写的Class，大致的思想就是把多台Memcache服务器分成两组，每组的服务器数量可能是一样的（如果总数是复数的话），数量不一样也没关系，写数据的时候往两组服务器都写，数据是一样的，那么A组服务器的数据和B组服务器的数据是一样的，如果A组服务器中某一台机器宕机了，则能够从B组服务器中提取出数据来，这样能够有效的避免单点故障，特别是在高性能要求的网站当中。当然，相应的操作也是有开销的，主要的开销在于网络连接，就是说连接到A组服务器中发现没有数据，则去访问B组服务器。另外还有就是在访问数据过程中，都是从A组开始的，那么并发量很高的情况下，A组服务器的压力比较大，那么我还实现了对A组和B组服务器随机访问的机制，如果在随机的组中没有发现数据则访问另外一个组，这样A组和B组的压力就是1/2了，能够有效的面对高负载的情况。

同样的，这个类是可以扩展的，比如你可以修改成为能够满足两组以上的服务器，但是这样逻辑会更复杂，我基于简便期间，目前就考虑了两组服务器的情况，毕竟一般公司来说，没有很多机器去做Memcache的缓存，所以两组已经能够满足大部分要求了。

PS：如果有兴趣的话，可以完全自己重新实现Memcache的addServer扩展，比如增加addGroup之类的方法，能够更有效的解决同步和分组的问题。同样的，如果想节省资源的使用，可以把Memcached当作线程的方式来运行。

【Memcache同步类的实现代码】

本类经过我大致的各种测试，运行还算稳定，当然，使用时还是请多加注意。

<? php
/* *
*Memcache操作类(支持同步和分组访问)
*
*author:heiyeluren<http://blog.csdn.net/heiyeshuwu>
*created:2007-06-21
*lastModifed:2007-06-21
*/

/* *
*Memcache操作类
*/
class MemcacheOpt
{
// ---------------------
//属性定义
//---------------------

/* *
*是否进行多组同步
*/
var $isGroup = true ;

/* *
*多组同步情况下是否使用减轻负载的随机存取
*/
var $isRandom = true ;

/* *
*默认的Memcache服务器端口
*/
var $mmcPort = 11211 ;

/* *
*保存原始组信息
*/
var $groups = array ();

/* *
*保存第一、二组Memcache服务器信息
*/
var $group1 = array ();
var $group2 = array ();

/* *
*保存第一、二组连接对象
*/
var $mmc1 = '' ;
var $mmc2 = '' ;


// ---------------------
//内部操作方法
//---------------------

/* *
*显示错误信息
*
*@paramstring$msg需要显示消息的内容
*@paramstring$type消息类型，error是普通错误消息，fatal是致命错误，将终止程序执行,message是普通消息，缺省状

态
*@returnbooltrue
*/
function showMessage( $msg , $type ){
$msg .= " " ;
switch ( $type ){
case ' error ' :
echo ( " MemcacheError: " . $msg );
break ;
case ' fatal ' :
die ( " MemcacheFatal: " . $msg );
break ;
case ' message ' :
echo ( " MemcacheMessage: " . $msg );
break ;
default :
echo ( " MemcacheError: " . $msg );
}
return true ;
}


/* *
*构造函数(初始化分组和连接到服务器)
*/
function MemcacheOpt( $hostArray , $hostArray2 = array ()){
if ( ! is_array ( $hostArray ) || empty ( $hostArray )){
$this -> showMessage( ' Memcachehostlistinvalid ' , ' fatal ' );
}
$this -> groups = array_merge ( $hostArray , $hostArray2 );
$this -> splitGroup( $hostArray , $hostArray2 );
$this -> connect();
}

/* *
*对组进行切分(按照是否需要分组进行相应的切分)
*
*@paramarray$hostArray主机数组列表1
*@paramarray$hostArray2主机数组列表2
*@returnvoid
*/
function splitGroup( $hostArray , $hostArray2 = array ()){
// 如果只有一台机器则不使用分组
if ( count ( $hostArray ) < 2 && empty ( $hostArray2 )){
$this -> isGroup = false ;
}

// 使用分组
if ( $this -> isGroup){
if ( is_array ( $hostArray2 ) && ! empty ( $hostArray2 )){
$this -> group1 = $hostArray ;
$this -> group2 = $hostArray2 ;
} else {
$count = ceil ( count ( $hostArray ) / 2 );
$this -> group1 = array_splice ( $hostArray , 0 , $count );
$this -> group2 = array_splice ( $hostArray , 0 );
}
} else {
$this -> group1 = $hostArray ;
}
}

/* *
*连接到Memcache服务器
*/
function connect(){
if ( ! is_array ( $this -> group1) || empty ( $this -> group1)){
$this -> showMessage( " Memcachehost1arrayinvalid " , ' error ' );
return false ;
}

// 连接第一组Memcache服务器
$this -> mmc1 = new Memcache;
foreach ( $this -> group1 as $hosts ){
$tmp = explode ( " : " , $hosts );
$host = $tmp [ 0 ];
$port = ( ! isset ( $tmp [ 1 ]) || $tmp [ 1 ] == '' ) ? $this -> mmcPort : $tmp [ 1 ];
$this -> mmc1 -> addServer( $host , $port );
}

// 如果需要分组则连接第二组Memcache服务器
if ( $this -> isGroup){
if ( ! is_array ( $this -> group2) || empty ( $this -> group2)){
$this -> showMessage( " Memcachehost2arrayinvalid " , ' error ' );
return false ;
}
$this -> mmc2 = new Memcache;
foreach ( $this -> group2 as $hosts ){
$tmp = explode ( " : " , $hosts );
$host = $tmp [ 0 ];
$port = ( ! isset ( $tmp [ 1 ]) || $tmp [ 1 ] == '' ) ? $this -> mmcPort : $tmp [ 1 ];
$this -> mmc2 -> addServer( $host , $port );
}
}
}

/* *
*关闭Memcache服务器连接
*/
function close(){
if ( is_object ( $this -> mmc1)){
$this -> mmc1 -> close();
}
if ( is_object ( $this -> mmc1)){
$this -> mmc1 -> close();
}
return true ;
}

/* *
*数据操作核心函数
*
*@paramstring$optType操作类型，主要有add,set,replace,delete,flush
*@paramstring$key关键字，如果是add,set,replace,delete需要提交key参数
*@paramstring$val关键字对应的值，如果是add,set,replace需要提交value参数
*@paramint$expire数据有效期，如果是add,set,replace需要提交expire参数
*@returnmixed不同的需要产生不同的返回
*/
function opt( $optType , $key = '' , $val = '' , $expire = '' ){
if ( ! is_object ( $this -> mmc1)){
$this -> showMessage( " Notavailabilitymemcacheconnectionobject " , ' fatal ' );
}
if ( $this -> isGroup && ! is_object ( $this -> mmc2)){
$this -> showMessage( " Group2memcachehostconnectionobjectnotavailability " , ' error ' );
}

// 加入数据操作
if ( $optType == ' add ' || $optType == ' set ' || $optType == ' replace ' ){
$this -> mmc1 -> set( $key , $val , false , $expire );
if ( $this -> isGroup && is_object ( $this -> mmc2)){
$this -> mmc2 -> set( $key , $val , false , $expire );
}
return true ;
}

// 获取数据操作
if ( $optType == ' get ' ){

// 缺省获取第一组数据
if ( ! $this -> isGroup || ! is_object ( $this -> mmc2)){
return $this -> mmc1 -> get( $key );
}

// 分组情况下逐组访问
$num = ( $this -> isRandom ? rand ( 1 , 2 ) : 1 );
$obj = " mmc " . $num ;
$val = $this -> $obj -> get( $key );

// 如果没有提取到数据，则访问另外一组
if ( $val == "" ){
switch ( $num ){
case 1 : $val = $this -> mmc2 -> get( $key ); break ;
case 2 : $val = $this -> mmc1 -> get( $key ); break ;
default : $val = $this -> mmc1 -> get( $key );
}
}
return $val ;
}

// 删除数据操作
if ( $optType == ' delete ' ){
$this -> mmc1 -> delete( $key , $expire );
if ( $this -> isGroup && is_object ( $this -> mmc2)){
$this -> mmc2 -> delete( $key );
}
return true ;
}

// 清空数据操作
if ( $optType == ' flush ' ){
$this -> mmc1 -> flush ();
if ( $this -> isGroup && is_object ( $this -> mmc2)){
$this -> mmc2 -> flush ();
}
return true ;
}

}


// ---------------------
//外部操作方法
//---------------------

//增加一个元素
function add( $key , $val , $expire = '' ){
return $this -> opt( ' add ' , $key , $val , $expire );
}

// 增加一个元素
function set( $key , $val , $expire = '' ){
return $this -> opt( ' set ' , $key , $val , $expire );
}

// 替换一个元素
function replace( $key , $val , $expire = '' ){
return $this -> opt( ' replace ' , $val , $expire );
}

// 获取一个元素
function get( $key ){
return $this -> opt( ' get ' , $key );
}

// 删除一个元素
function delete( $key , $timeout = '' ){
return $this -> opt( ' delete ' , $key , '' , $timeout );
}

// 让所有的元素过期(本接口不要轻易使用)
function flush (){
return $this -> opt( ' flush ' );
}


/* *
*获取所有Memcache服务器状态
*/
function getStats(){
$status = array ();

// 单独连接到每台Memcache
foreach ( $this -> groups as $key => $hosts ){
$tmp = explode ( " : " , $hosts );
$host = $tmp [ 0 ];
$port = ( ! isset ( $tmp [ 1 ]) || $tmp [ 1 ] == '' ) ? $this -> mmcPort : $tmp [ 1 ];

$conn = new Memcache;
$conn -> connect( $host , $port );
$s = $conn -> getStats();
$s [ ' host ' ] = $host ;
$s [ ' port ' ] = $port ;
$status [ $key ] = $s ;
}
return $status ;
}

/* *
*获取所有Memcache服务器版本号
*/
function getVersion(){
$version = array ();
$stats = $this -> getStats();
foreach ( $stats as $key => $s ){
$v [ ' host ' ] = $s [ ' host ' ];
$v [ ' port ' ] = $s [ ' port ' ];
$v [ ' version ' ] = $s [ ' version ' ];
$version [ $key ] = $v ;
}
return $version ;
}

}
?>

【Memcache同步类的测试】

在本机开启多个Memcache守护进程：

padding-right: 5.4pt; padding-left: 5.4pt;

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C#的6种常用集合类大比拼【月儿原创】 | 我不想与我不能

• 2007-06-26 01:50
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