memcached分布式布置方案

      引入：当一台memcached服务器不能满足我们的要求时，需要布置多台服务器，那么问题来了，怎么确定一个数据该放在哪台服务器上呢？

一般有两种方案，一个是普通hash分布，另一个是一致性hash分布。

1. 普通hash分布

      函数如下：

<span style="font-family:Microsoft YaHei;font-size:18px;">functionmHash($key){      $md5 = substr(md5($key),0,8);      $seed = 31;      $hash = 0;      for($i = 0;$i < 8; $i ++){                    $hash = $hash *$seed +ord($md5{$i});                    $i++;      }      return $hash & 0x7FFFFFFF;}</span>

首先通过md5把key处理成一个32位字符串，取其前8字符。在经过hash算法处理成一个整数并返回，然后映射到另一个memcached服务器。

假设配置两台memcached服务器，可以使用下面代码映射：

<span style="font-family:Microsoft YaHei;font-size:18px;"><?      $servers = array(             array("host" =>"192.168.1.12","port" => 6397),             array("host" =>"192.168.1.20","port" => 6397),      );      $key = "TheKey";      $value = "TheValue";      $sc = servers[mHash($key)%2];      $memcached =new memcached($sc);      $memcached -> set($key,$value);</span>

        通过Hash函数把key转化成整数后，利用这个整数与memcached服务器数量取模，这样就得到的是其中的一台服务器的配置，利用这个配置链接memcached服务器，这样就完成了分布式布置，取数据和保存数据的方法一样，把set命令改成get命令就可以了。

2. 一致性Hash分布

        在服务器数量不发生改变时，普通的Hash分布可以很好地运作。当服务器的数量发生改变时，问题就出来了，试想，增加一台服务器时，同一个key经过Hash之后，与服务器取模的结果跟没增加服务器之前的结果会不一样，这就导致之前保存的数据丢失。为了把丢失的数据减少到最少，可以采用一致性hash算法。

一致性hash算法分为6个步骤：

步骤1：

        将一个32位整数0~2^32-1想象成一个环，将0作为圆环的头，2^32-1作为圆环的尾，把它连接起来。

                                 

步骤2：

        通过Hash函数把key处理成整数：

        

<span style="font-family:Microsoft YaHei;">        $key1 = mHash(“key1”);        $key2= mHash(“key2”);        $key3 = mHash(“key3”);        $key4= mHash(“key4”);</span>

       把key处理成整数之后，就可以在环中找到一个位置与之对应。

                               

步骤3：

       把memcached群映射到环上，使用Hash函数处理服务器所使用的IP地址。

       例如有3台服务器，使用下面的方法映射到环上。

        

<span style="font-family:Microsoft YaHei;">        $server1 = mHash(“192.168.1.1”);        $server2 = mHash(“192.168.1.2”);        $server3 = mHash(“192.168.1.3”);</span>

       把服务器映射到环上，如图所示：

                                  

       经过上面的几个步骤，我们把数据的key和服务器都映射到同一个环上，下面考虑如何把数据映射到服务器上。

步骤4：把数据映射 到服务器上

       沿着环顺时针方向的key出发，知道遇到下一个服务器为止，把key对应的数据保存到这个服务器上。根据上面的方法，key4和key3保存到server2上，key2保存到server1上，key1保存到server3上。

                                   

步骤5：移除服务器

      考虑一下，如果server2服务器崩溃了，那么受最大影响的仅是沿着server2逆时针出发直到下一个服务器之间的数据，也就是映射到server2上的那些数据。然后依照规则，将server2服务器上的数据移植下一个服务器上即可。

步骤6：添加服务器。

      再考虑一下，如果要添加一个服务器server4，用之前的方法把它映射到key3和key4之间，这时受到的影响是沿着server4逆时针出发直至遇到下一个服务器之间的数据，把这些数据重新映射到server4上即可。