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Memcached分布式部署方案设计

2018-07-11 19:27 Lane

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一台Memcache通常不能满足我们的需求,这就需要分布式部署。Memcached分布式部署方案通常会采用两种方式,一种是普通Hash分布,一种是一致性Hash分布。本篇将以PHP作为客户端,来分析两种方案。

一、普通Hash分布:
<?php
function test($key='name'){
    $md5 = substr(md5($key), 08);
    $seed = 31;
    $hash = 0;
    for($i=0; $i<8; $i++){
        $hash = $hash * $seed + ord($md5[$i]);
    }
    return $hash & 0x7FFFFFFF;
}

$memcacheList = array(
        array('host'=>'192.168.1.2''port'=>6379),
        array('host'=>'192.168.1.3''port'=>6379),
        array('host'=>'192.168.1.4''port'=>6379),
        array('host'=>'192.168.1.5''port'=>6379),
);
$key = 'username';
$value = 'lane';
//根据KEY获取hash
$hash = $this->test($key);
$count = count($memcacheList);
$memcache = $memcacheList[$hash % $count];
$mc = new Memcached($memcache);
$mc->set($key, $value);
?>

代码很简单,一个Hash函数,根据所需要的key,将他md5后取前8位,然后经过Hash算法返回一个整数。将这个整数对服务器总数求模。得到的就是服务器列表的编号。这种方式的缺点是服务器数量改变后,同一个key不同hash,将取不到值了。

二、一致性Hash分布

一致性Hash尽管也会造成数据的丢失,但是损失是最小的。
将2的32次方-1想象成一个圆环,服务器列表在上面排列。根据key通过hash算法求得在圆环上的位置,那么所需要的服务器的位置在key的位置前面最近的一个(顺时针)。

<?php
class FlexiHash{
    //服务器列表
    private $serverList = array();
    //是否排序
    private $isSort = false;

    /**
     * Description: Hash函数,将传入的key以整数形式返回
     * @param string $key
     * @return int
     */

    private function myHash($key){
        $md5 = substr(md5($key), 08);
        $seed = 31;
        $hash = 0;
        for($i=0; $i<8; $i++){
            $hash = $hash * $seed + ord($md5[$i]);
        }
        return $hash & 0x7FFFFFFF;
    }

    /**
     * Description: 添加新服务器
     * @param $server
     */

    public function addServer($server){
        $hash = $this->myHash($server);
        if(!isset($this->serverList[$hash])){
            $this->serverList[$hash] = $server;
        }
        $this->isSort = false;
        return true;
    }

    /**
     * Description: 删除指定服务器
     * @param $server
     * @return bool
     */

    public function removeServer($server){
        $hash = $this->myHash($server);
        if(isset($this->serverList[$hash])){
            unset($this->serverList[$hash]);
        }
        $this->isSort = false;
        return true;
    }

    /**
     * Description: 根据要操作的KEY返回一个操作的服务器信息
     * @param $key
     * @return mixed
     */

    public function lookup($key){
        //将指定的KEYhash出一个整数
        $hash = $this->myHash($key);
        if($this->isSort !== true){
            krsort($this->serverList);
            $this->isSort = false;
        }
        foreach($this->serverList as $key=>$server){
            if($key <= $hash){
                return $server;
            }
        }
        return array_pop($this->serverList);
    }
}
//使用方法
$mc = new FlexiHash();
$mc->addServer('192.168.1.2');
$mc->addServer('192.168.1.3');
$mc->addServer('192.168.1.4');
$mc->addServer('192.168.1.5');

echo 'KEY=key1时,操作的服务器为:'.$mc->lookup('key1').'<br>';
echo 'KEY=key1时,操作的服务器为:'.$mc->lookup('key2').'<br>';
echo 'KEY=key1时,操作的服务器为:'.$mc->lookup('key3').'<br>';
echo 'KEY=key1时,操作的服务器为:'.$mc->lookup('key4').'<br>';
echo 'KEY=key1时,操作的服务器为:'.$mc->lookup('key5').'<br>';
?>


 
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