通过Gearman实现MySQL到Redis的数据同步

对于变化频率非常快的数据来说，如果还选择传统的静态缓存方式（Memocached、File System等）展示数据，可能在缓存的存取上会有很大的开销，并不能很好的满足需要，而Redis这样基于内存的NoSQL数据库，就非常适合担任实时数据的容器。


但是往往我们又有数据可靠性的需求，采用MySQL作为数据存储，不会因为内存问题而引起数据丢失，同时也可以利用关系数据库的特性实现很多功能。


所以就会很自然的想到是否可以采用MySQL作为数据存储引擎，Redis则作为Cache。而这种需求目前还没有看到有特别成熟的解决方案或工具，因此本文将尝试采用Gearman+PHP+MySQL UDF的组合异步实现MySQL到Redis的数据复制。


MySQL到Redis数据复制方案


无论MySQL还是Redis，自身都带有数据同步的机制，像比较常用的MySQL的Master/Slave模式，就是由Slave端分析Master的binlog来实现的，这样的数据复制其实还是一个异步过程，只不过当服务器都在同一内网时，异步的延迟几乎可以忽略。


那么理论上我们也可以用同样方式，分析MySQL的binlog文件并将数据插入Redis。但是这需要对binlog文件以及MySQL有非常深入的理解，同时由于binlog存在Statement/Row/Mixedlevel多种形式，分析binlog实现同步的工作量是非常大的。


因此这里选择了一种开发成本更加低廉的方式，借用已经比较成熟的MySQL UDF，将MySQL数据首先放入Gearman中，然后通过一个自己编写的PHP Gearman Worker，将数据同步到Redis。比分析binlog的方式增加了不少流程，但是实现成本更低，更容易操作。


Gearman的安装与使用


Gearman是一个支持分布式的任务分发框架。设计简洁，获得了非常广泛的支持。一个典型的Gearman应用包括以下这些部分：


Gearman构架


Gearman Job Server：Gearman核心程序，需要编译安装并以守护进程形式运行在后台
Gearman Client：可以理解为任务的收件员，比如我要在后台执行一个发送邮件的任务，可以在程序中调用一个Gearman Client并传入邮件的信息，然后就可以将执行结果立即展示给用户，而任务本身会慢慢在后台运行。
Gearman Worker：任务的真正执行者，一般需要自己编写具体逻辑并通过守护进程方式运行，Gearman Worker接收到Gearman Client传递的任务内容后，会按顺序处理。
以前曾经介绍过类似的后台任务处理项目Resque。两者的设计其实非常接近，简单可以类比为：


Gearman Job Server：对应Resque的Redis部分
Gearman Client：对应Resque的Queue操作
Gearman Worker：对应Resque的Worker和Job
这里之所以选择Gearman而不是Resque是因为Gearman提供了比较好用的MySQL UDF，工作量更小。


安装Gearman及PHP Gearman扩展


以下均以Ubuntu12.04为例。


apt-get install gearman gearman-server libgearman-dev
检查Gearman的运行状况：


/etc/init.d/gearman-job-server status * gearmand is running
说明Gearman已经安装成功。


PHP的Gearman扩展可以通过pecl直接安装


pecl install gearman
echo "extension=gearman.so" > /etc/php5/conf.d/gearman.ini
service php5-fpm restart
但是实测发现ubuntu默认安装的gearman版本过低，直接运行pecl install gearman会报错


configure: error: libgearman version 1.1.0 or later required


因此Gearman + PHP扩展建议通过编译方式安装，这里为了简单说明，选择安装旧版本扩展：


pecl install gearman-1.0.3
Gearman + PHP实例


为了更容易理解后文Gearman的运行流程，这里不妨从一个最简单的Gearman实例来说明，比如我们要进行一个文件处理的操作，首先编写一个Gearman Client并命名为client.php：


<?php
$client = new GearmanClient(); $client->addServer(); $client->doBackground('writeLog', 'Log content'); echo '文件已经在后台操作';
运行这个文件，相当于模拟用户请求一个Web页面后，将处理结束的信息返回用户：


php client.php
查看一下Gearman的状况：


(echo status ; sleep 0.1) | netcat 127.0.0.1 4730
可以看到输出为


writeLog 1 0 0 .
说明我们已经在Gearman中建立了一个名为writeLog的任务，并且有1个任务在队列等待中。


而上面的4列分别代表当前的Gearman的运行状态：


任务名称
在等待队列中的任务
正在运行的任务
正在运行的Worker进程
可以使用watch进行实时监控：


watch -n 1 "(echo status; sleep 0.1) | nc 127.0.0.1 4730"
然后我们需要编写一个Gearman Worker命名为worker.php：


<?php
$worker = new GearmanWorker(); $worker->addServer(); $worker->addFunction('writeLog', 'writeLog'); while($worker->work()); function writeLog($job) { $log = $job->workload(); file_put_contents(__DIR__ . '/gearman.log', $log . "\n", FILE_APPEND | LOCK_EX); }
Worker使用一个while死循环实现守护进程，运行


php worker.php
可以看到Gearman状态变为：


writeLog 0 0 1
同时查看同目录下gearman.log，内容应为从Client传入的值Log content。


通过MySQL UDF + Trigger同步数据到Gearman


MySQL要实现与外部程序互通的最好方式还是通过MySQL UDF（MySQL user defined functions）来实现。为了让MySQL能将数据传入Gearman，这里使用了lib_mysqludf_json和gearman-mysql-udf的组合。


安装lib_mysqludf_json


使用lib_mysqludf_json的原因是因为Gearman只接受字符串作为入口参数，可以lib_mysqludf_json通过将MySQL中的数据编码为JSON字符串


apt-get install libmysqlclient-dev
wget https://github.com/mysqludf/lib_mysqludf_json/archive/master.zip unzip master.zip
cd lib_mysqludf_json-master/ rm lib_mysqludf_json.so
gcc $(mysql_config --cflags) -shared -fPIC -o lib_mysqludf_json.so lib_mysqludf_json.c
可以看到重新编译生成了 lib_mysqludf_json.so 文件，此时需要查看MySQL的插件安装路径：


mysql -u root -pPASSWORD --execute="show variables like '%plugin%';" +---------------+------------------------+ | Variable_name | Value | +---------------+------------------------+ | plugin_dir | /usr/lib/mysql/plugin/ | +---------------+------------------------+
然后将 lib_mysqludf_json.so 文件复制到对应位置：


cp lib_mysqludf_json.so /usr/lib/mysql/plugin/
最后登入MySQL运行语句注册UDF函数：


CREATE FUNCTION json_object RETURNS STRING SONAME 'lib_mysqludf_json.so';
安装gearman-mysql-udf


方法几乎一样：


apt-get install libgearman-dev
wget https://launchpad.net/gearman-mysql-udf/trunk/0.6/+download/gearman-mysql-udf-0.6.tar.gz tar -xzf gearman-mysql-udf-0.6.tar.gz
cd gearman-mysql-udf-0.6 ./configure --with-mysql=/usr/bin/mysql_config --libdir=/usr/lib/mysql/plugin/ make && make install
登入MySQL运行语句注册UDF函数：


CREATE FUNCTION gman_do_background RETURNS STRING SONAME 'libgearman_mysql_udf.so'; CREATE FUNCTION gman_servers_set RETURNS STRING SONAME 'libgearman_mysql_udf.so';
最后指定Gearman服务器的信息：


SELECT gman_servers_set('127.0.0.1:4730');
通过MySQL触发器实现数据同步


最终同步那些数据，如何同步，还是需要根据实际情况决定，比如我希望将数据表data的数据在每次更新时同步，那么编写Trigger如下：


DELIMITER $$
CREATE TRIGGER datatoredis AFTER UPDATE ON data
  FOR EACH ROW BEGIN SET @ret=gman_do_background('syncToRedis', json_object(NEW.id as `id`, NEW.volume as `volume`)); END$$
DELIMITER ;
尝试在数据库中更新一条数据查看Gearman是否生效。


Gearman PHP Worker将MySQL数据异步复制到Redis


Redis作为时下当热的NoSQL缓存解决方案无需过多介绍，其安装及使用也非常简单：


apt-get install redis-server 
pecl install redis
echo "extension=redis.so" > /etc/php5/conf.d/redis.ini
然后编写一个Gearman Worker：redis_worker.php


#!/usr/bin/env php <? $worker = new GearmanWorker(); $worker->addServer(); $worker->addFunction('syncToRedis', 'syncToRedis'); $redis = new Redis(); $redis->connect('127.0.0.1', 6379); while($worker->work()); function syncToRedis($job) { global $redis; $workString = $job->workload(); $work = json_decode($workString); if(!isset($work->id)){ return false; } $redis->set($work->id, $workString); }
最后需要将Worker在后台运行：


nohup php redis_worker.php &
通过这种方式将MySQL数据复制到Redis，经测试单Worker基本可以瞬时完成。