thinkphp 做分布式服务+读写分离+分库分表（分区）(后续接着写)

news2024/9/22 4:40:45

thinkphp 做分布式服务+读写分离+分库分表（分区）

    • 引言 thinkphp* 大道至简
    • 一、分库分表
      • 分表
        • php 分库分表hash算法
        • 0、分表的方法（thinkphp）
        • 1、ThinkPHP6 业务分表之一：UID 发号器
        • 2、ThinkPHP6 业务分表之二：用户
    • 其他杂项
      • 1亿条数据在PHP中实现Mysql数据库分表100张

引言 thinkphp* 大道至简

一、分库分表

分表

分表分库一般分垂直和水平，垂直是指感觉业务来进行库的拆分，比如专门的用户库或者订单库这样子，但垂直还是无法解决单表数据量过大导致的性能会差的问题（这里可能会和上面矛盾，网上多数指的是 2000W 就会影响，但好像没有多少人谈过他们的表结构情况）。水平分指的是某一个表，里面的数据量非常大，我们按照一定的规则来进行一个拆分分流，比如把用户的数据由一直存放在用户表，变为可能这条数据是在用户1号表或者2号表这样子。规则可能是 范围（range）或者哈希（hash），也不知道我喜欢的取模算不算哈希。分了其实会带来一些问题的复杂性，比如分库那如何确保多库事务性的一致性、分布式锁等等很多，然后还有之前我们的 join 查询，现在可能就无法使用呢。

php 分库分表hash算法

app/common.php 公共方法定义
$userid 也可以用下面的uid 发号器定义，通过哈希来就算出表名称

//哈希分表
    function get_hash_table($table, $userid) {
        $str = crc32($userid);
        if ($str < 0) {
            $hash = "0" . substr(abs($str), 0, 1);
        } else {
            $hash = substr($str, 0, 2);
        }
        return $table . "_" . $hash;
    }

控制器调用计算表名

public function index() {
     echo $table=get_hash_table('message', '18991').'<br>';
     echo $table=get_hash_table('message', '18993').'<br>';
     echo $table=get_hash_table('message', '18994').'<br>';
}
0、分表的方法（thinkphp）
public function getPartitionTableName($data=array()) {
        // 对数据表进行分区
        if(isset($data[$this->partition['field']])) {
            $field   =   $data[$this->partition['field']];
            switch($this->partition['type']) {
                case 'id':
                    // 按照id范围分表
                    $step    =   $this->partition['expr'];
                    $seq    =   floor($field / $step)+1;
                    break;
                case 'year':
                    // 按照年份分表
                    if(!is_numeric($field)) {
                        $field   =   strtotime($field);
                    }
                    $seq    =   date('Y',$field)-$this->partition['expr']+1;
                    break;
                case 'mod':
                    // 按照id的模数分表
                    $seq    =   ($field % $this->partition['num'])+1;
                    break;
                case 'md5':
                    // 按照md5的序列分表
                    $seq    =   (ord(substr(md5($field),0,1)) % $this->partition['num'])+1;
                    break;
                default :
                    if(function_exists($this->partition['type'])) {
                        // 支持指定函数哈希
                        $fun    =   $this->partition['type'];
                        $seq    =   (ord(substr($fun($field),0,1)) % $this->partition['num'])+1;
                    }else{
                        // 按照字段的首字母的值分表
                        $seq    =   (ord($field{0}) % $this->partition['num'])+1;
                    }
            }
            return $this->getTableName().'_'.$seq;
        }else{
            // 当设置的分表字段不在查询条件或者数据中
            // 进行联合查询，必须设定 partition['num']
            $tableName  =   array();
            for($i=0;$i<$this->partition['num'];$i++)
                $tableName[] = 'SELECT * FROM '.$this->getTableName().'_'.($i+1);
            $tableName = '( '.implode(" UNION ",$tableName).') AS '.$this->name;
            return $tableName;
        }
}
1、ThinkPHP6 业务分表之一：UID 发号器

我们现在假设项目是新成立的，暂时没有一个技术债。目前我们要先规划一个用户表，打算划分 16 个表，按照取模的方式来查询。最先可能我们要考虑如何定义 UID 的问题，不过对我们 PHPer 来说不是什么难事，毕竟我们基本都不用 UUID 来做 UID 的，占用的空间会比较多，不利于索引。

但是不用 UUID ，选择了 INT 来做 UID，那我们要如何确保它的连续性和唯一性呢？业内常用的可能是雪花算法，但我选择自己写一个简易的发号器。

发号器需要加东西，然后取东西，我们可以利用 Redis List 来很好的实现我们需要的先进先出功能。通过一个命令或者说脚本，我们定时往列表中填上自增的 ID，然后在注册流程中来取最前面的。
在这里插入图片描述
代码层面
app/common.php 公共方法定义获取redis 的值

if(!function_exists('get_redis')) {
    function get_redis() {
        return new \Predis\Client('tcp://IP:端口', [
            'parameters' => [
                'password' => '密码',
            ],
        ]);
    }
}

定义一个发号器函数
app/command/GenerateUID.php

<?php
declare (strict_types = 1);

namespace app\command;

use think\console\Command;
use think\console\Input;
use think\console\input\Argument;
use think\console\input\Option;
use think\console\Output;

class GenerateUID extends Command
{
    protected $redis;

    /*
     * 发号器列表 键
     *
     * @var string
     */
    protected $cache_key = 'generate:uid';

    /*
     * 锁 键
     *
     * @var string
     */
    protected $lock_key = 'generate:uid_lock';

    /*
     * 发号器列表最大容量，默认为 500000
     *
     * @var int
     */
    protected $max_capacity = 5E5;

    public function __construct()
    {
        $this->redis = get_redis();

        parent::__construct();
    }

    protected function configure()
    {
        // 指令配置
        $this->setName('generate:uid')
            ->setDescription('生成 UID');
    }

    protected function execute(Input $input, Output $output)
    {
        $current_capacity = $this->get_list_length();

        // 计算发号器需要增加的数量
        $append_capacity = $this->max_capacity - $current_capacity;

        $uid_max = $this->get_uid_max();

        $output->writeln('当前最大UID：' . $uid_max);
        $output->writeln('当前剩余容量：' . $current_capacity);
        $output->writeln('最大存储容量：' . $this->max_capacity);
        $output->writeln('需要追加容量：' . $append_capacity);

        // 如果不需要增加则结束
        if($append_capacity === 0) {
            return;
        }

        $data = [];

        for($i = 1; $i <= $append_capacity; $i++) {
            $data[] = $uid_max + $i;
        }

        // 把需要加的数据进行分块，方便快速追加
        $data = array_chunk($data, 1000);

        // 加锁
        $lock = $this->redis->executeRaw([
            'SET',
            $this->lock_key,
            1,
            'EX',
            10 * 60,
            'NX',
        ]);

        if($lock !== 'OK') {
            $output->writeln('获取锁失败');

            return;
        }

        try {
            foreach ($data as $item) {
                $this->redis->rpush($this->cache_key, $item);
            }
        } catch (\Exception $e) {
            $output->error($e->getMessage());
        } finally {
            // 释放锁
            $this->redis->del($this->lock_key);
        }
    }

    /*
     * 获取发号器列表的长度
     *
     * @return int
     */
    protected function get_list_length() :int
    {
        return $this->redis->llen($this->cache_key);
    }

    /*
     * 获取当前最大的 UID
     *
     * @return int
     */
    protected function get_uid_max() :int
    {
        $value = (int) $this->redis->lindex($this->cache_key, -1);

        if($value) {
            return $value;
        }

        return 0;
    }
}

config/console.php 定义一个打印函数类

<?php
return [
    // 指令定义
    'commands' => [
        ...
        'generate:uid' => 'app\command\GenerateUID',
    ],
];

执行命令

$ php think generate:uid
当前最大UID：0
当前剩余容量：0
最大存储容量：500000
需要追加容量：500000

2、ThinkPHP6 业务分表之二：用户

上一篇我们将了 UID 的发号器，那这一篇我们将要去实现用户的注册入库和简单的查询。

首先我们要实现数据表的识别。获取表名称
app/common.php

if(!function_exists('table_name')) {
    /*
     * 获取表名称
     *
     * @param string $name 表名
     * @param int|null $uid UID
     * @return string
     */
    function table_name(string $name, ?int $uid = null) {
        $support_table = [
            'users' => 16, // 表名 => 分表数
        ];

        if(!isset($support_table[$name])) {
            return $name;
        }

        // 如果没有传递 UID，那则需要调用其他方法来获取 UID
        if(is_null($uid)) {
            $uid = (int) 1;
        }

        if((int) $uid === 0) {
            throw new \Exception('UID 值异常');
        }

        // 取 UID 和 分表数的模，值转化为小写十六进制
        return sprintf('%s_%x', $name, $uid % $support_table[$name]);
    }
}

执行写入操作
app/controller/Auth.php

<?php
namespace app\controller;

use app\BaseController;
use think\facade\Db;
use think\helper\Str;

class Auth extends BaseController
{
    /*
     * 注册接口
     */
    public function register()
    {
        $redis = get_redis();

        // 获取最左的值
        $uid = $redis->lpop('generate:uid');

        // 为空说明列表已经没内容了
        if(is_null($uid)) {
            return '无法获取 UID';
        }

        // 获取表名
        $table_name = table_name('users', $uid);

        // 插入数据
        Db::table($table_name)->insert([
            'id' => $uid,
            'nickname' => '随机生成' . Str::random(),
        ]);

        return '注册成功';
    }
}

其他杂项

1亿条数据在PHP中实现Mysql数据库分表100张

当数据量猛增的时候，大家都会选择库表散列等等方式去优化数据读写速度。笔者做了一个简单的尝试，1亿条数据，分100张表。具体实现过程如下：
首先创建100张表：

$i=0;
while($i<=99){
echo "$newNumber \r\n";
$sql="CREATE TABLE `code_".$i."` (
 `full_code` char(10) NOT NULL,
 `create_time` int(10) unsigned NOT NULL,
 PRIMARY KEY  (`full_code`),
) ENGINE=MyISAM DEFAULT CHARSET=utf8";
mysql_query($sql);
$i++;

下面说一下我的分表规则，full_code作为主键，我们对full_code做hash
函数如下：

$table_name=get_hash_table('code',$full_code);
function get_hash_table($table,$code,$s=100){
$hash = sprintf("%u", crc32($code));
echo $hash;
$hash1 = intval(fmod($hash, $s));
 return $table."_".$hash1;
}

这样插入数据前通过get_hash_table获取数据存放的表名。
最后我们使用merge存储引擎来实现一张完整的code表

1 CREATE TABLE IF NOT EXISTS code (
2 full_code char(10) NOT NULL,
3 create_time int(10) unsigned NOT NULL,
4 INDEX(full_code)
5 ) TYPE=MERGE UNION=(code_0,code_1,code_2…) INSERT_METHOD=LAST ;

这样我们通过select * from code就可以得到所有的full_code数据了。

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