【轉載】memcache分佈式 [一致性hash算法] 的php實現

最近在看一些分佈式方面的文章，因此就用php實現一致性hash來練練手，之前通常用的是最原始的hash取模作分佈式，當生產過程當中添加或刪除一臺memcache都會形成數據的所有失效，一致性hash就是爲了解決這個問題，把失效數據降到最低，相關資料能夠google一下！

php實現效率有必定的缺失，若是要高效率，仍是寫擴展比較好
經測試，5個memcache，每一個memcache生成100個虛擬節點，set加get1000次，與單個memcache直接set加get慢5倍，因此效率通常，有待優化！
實現過程：

• memcache的配置 ip+端口+虛擬節點序列號 作hash,使用的是crc32,造成一個閉環。

• 對要操做的key進行crc32

• 二分法在虛擬節點環中查找最近的一個虛擬節點

• 從虛擬節點中提取真實的memcache ip和端口，作單例鏈接

<?php
/**
* 一致性哈希memcache分佈式，採用的是虛擬節點的方式解決分佈均勻性問題,查找節點採用二分法快速查找
* the last known user to change this file in the repository  <$LastChangedBy: nash.xiong [        DISCUZ_CODE_0        ]gt;
* @author nash.xiong <nash.xiong@gmail.com>
* @copyright Copyright &copy; 2003-2012 phpd.cn
* @license 
*/
class memcacheHashMap {

        private $_node = array();
        private $_nodeData = array();
        private $_keyNode = 0;
        private $_memcache = null;
        
        //每一個物理服務器生成虛擬節點個數 [注：節點數越多，cache分佈的均勻性越好，同時set get操做時，也更耗資源，10臺物理服務器，採用200較爲合理]
        private $_virtualNodeNum = 200; 
        
        private function __construct() {
                /* 放入配置文件 */
                $config = array(
                                                '127.0.0.1:11211',
                                                '127.0.0.1:11212',
                                                '127.0.0.1:11213',
                                                '127.0.0.1:11214',
                                                '127.0.0.1:11215'
                                        );
                                        
                if (!$config) throw new Exception('Cache config NULL');
                foreach ($config as $key => $value) {
                        for ($i = 0; $i < $this->_virtualNodeNum; $i++) {
                                $this->_node[sprintf("%u", crc32($value . '_' . $i))] = $value . '_' . $i;
                        }
                }
                ksort($this->_node);
        }

        private function __clone(){}
        
        /**
         * 單例，保證只有一個實例
         */
        static public function getInstance() {
                static $memcacheObj = null;
                if (!is_object($memcacheObj)) {
                        $memcacheObj = new self();
                }
                return $memcacheObj;
        }
        
        /**
         * 根據key作一致性hash後鏈接到一臺物理memcache服務器
         * @param string $key
         */
        private function _connectMemcache($key) {
                $this->_nodeData = array_keys($this->_node);
                $this->_keyNode = sprintf("%u", crc32($key));
                $nodeKey = $this->_findServerNode();
                //若是超出環，從頭再用二分法查找一個最近的，而後環的頭尾作判斷，取最接近的節點
                if ($this->_keyNode > end($this->_nodeData)) {
                        $this->_keyNode -= end($this->_nodeData);
                        $nodeKey2 = $this->_findServerNode();
                        if (abs($nodeKey2 - $this->_keyNode) < abs($nodeKey - $this->_keyNode))  $nodeKey = $nodeKey2;
                }
                var_dump($this->_node[$nodeKey]);
                list($config, $num) = explode('_', $this->_node[$nodeKey]);
                if (!$config) throw new Exception('Cache config Error');
                if (!isset($this->_memcache[$config])) {
                        $this->_memcache[$config] = new Memcache;
                        list($host, $port) = explode(':', $config);
                        $this->_memcache[$config]->connect($host, $port);
                }
                return $this->_memcache[$config];
        }
        
        /**
         * 採用二分法從虛擬memcache節點中查找最近的節點
         * @param unknown_type $m
         * @param unknown_type $b
         */
        private function _findServerNode($m = 0, $b = 0) {
            $total = count($this->_nodeData);
            if ($total != 0 && $b == 0) $b = $total - 1;
            if ($m < $b){
                $avg = intval(($m+$b) / 2);
                if ($this->_nodeData[$avg] == $this->_keyNode) return $this->_nodeData[$avg];
                elseif ($this->_keyNode < $this->_nodeData[$avg] && ($avg-1 >= 0)) return $this->_findServerNode($m, $avg-1);
                else return $this->_findServerNode($avg+1, $b);
            }
                if (abs($this->_nodeData[$b] - $this->_keyNode) < abs($this->_nodeData[$m] - $this->_keyNode))  return $this->_nodeData[$b];
                else return $this->_nodeData[$m];
        }
        
        public function set($key, $value, $expire = 0) {
                return $this->_connectMemcache($key)->set($key, json_encode($value), 0, $expire);
        }
        
        public function add($key, $value, $expire = 0) {
                return $this->_connectMemcache($key)->add($key, json_encode($value), 0, $expire);
        }
        
        public function get($key) {
                return json_decode($this->_connectMemcache($key)->get($key), true);
        }
        
        public function delete($key) {
                return $this->_connectMemcache($key)->delete($key);
        }
        
}

$runData['BEGIN_TIME'] = microtime(true);
//測試一萬次set加get
for($i=0;$i<10000;$i++) {
        $key = md5(mt_rand());
        $b = memcacheHashMap::getInstance()->set($key, time(), 10);
}

var_dump(number_format(microtime(true) - $runData['BEGIN_TIME'],6));
$runData['BEGIN_TIME'] = microtime(true); $m= new Memcache;
$m->connect('127.0.0.1', 11211); 
for($i=0;$i<10000;$i++) {
        $key = md5(mt_rand());
        $b = $m->set($key, time(), 0, 10);
}
var_dump(number_format(microtime(true) - $runData['BEGIN_TIME'],6));

//測試結果，採用一致性哈希分佈效率比原生單臺速度相差5倍左右