四种多服务器共享session的方法

admin 发表于 [PHP] 分类,标签: 知识总结 服务器缓存 性能优化 memcache
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伴随网站业务规模和访问量的逐步发展,原本由单台服务器、单个域名的迷你网站架构已经无法满足发展需要。

此时我们可能会购买更多服务器,并且启用多个二级子域名以频道化的方式,根据业务功能将网站分布部署在独立的服务器上;或通过负载均衡技术(如:DNS轮询、Radware、F5、LVS等)让多个频道共享一组服务器。

 

OK,头脑中我们已经构思了这样的解决方案,不过进入深入开发后新的技术问题又随之而来:

我们把网站程序分布部署到多台服务器上,而且独立为几个二级域名,由于Session受实现原理 的局限(PHP中Session默认以文件的形式保存在本地服务器的硬盘),使得我们的网站用户不得不经常在几个频道间来回输入用户名、密码登入,导致用 户体验大打折扣;另外,原本程序可以直接从用户Session变量中读取的资料(如:昵称、积分、登入时间等),因为无法跨服务器同步更新Session 变量,迫使开发人员必须实时读写数据库,从而增加了数据库的负担。

于是,解决网站跨服务器之间的Session共享方案需求变得迫切起来,最终催生了多种解决方案,下面列举4种较为可行的方案进行对比探讨:

1. 基于NFS的Session共享

NFS是Net FileSystem的简称,最早由Sun公司为解决Unix网络主机间的目录共享而研发。

这个方案实现最为简单,无需做过多的二次开发,仅需将共享目录服务器mount到各频道服务器的 本地session目录即可,缺点是NFS依托于复杂的安全机制和文件系统,因此并发效率不高,尤其对于session这类高并发读写的小文件,会由于共 享目录服务器的io-wait过高,最终拖累前端WEB应用程序的执行效率。

如果session量比较大并且所有的session文件都在同一个子目录下的话,那么可能会由此带来很严重的负载问题,甚至导致网站无法使用。本文就是对这个方案做一下详细的解说。
首先,修改 php.ini的 session.save_path 选项,大致如下:

session.save_path = "2;/tmp/php_sess"

意为把session存放在 "/tmp/php_sess" 目录下,并且分成 2 级子目录,每级子目录又分别有 16 个子目录。
接下来,假设php的主目录为 /usr/local/server/php/ ,则新建一个文件 /usr/local/server/php/include/php/ext/session/mod_files.sh ,其内容如下:

#! /bin/sh
# NAME
#      mod_files.sh  - Update of the php-source/ext/session/mod_files.sh
#
# SYNOPSIS
#      mod_files.sh basedir depth [numberofsubdirs]
#
# DESCRIPTION
#      this script creates the directories tree used by php to store the session files
#      (see php.ini - 'session.save_path' option)
#
#      Example: if you want php to store the session files in a directory tree
#      of 3 levels of depth containing 32 directories in each directory,
#      first, put the setting bellow in the php.ini file:
#
#      session.save_path = "3;/tmp/session"
#
#      Now create the basedir directory: 'mkdir /tmp/session'
#
#      Then, call this scrip with the following arguments:
#
#      ./mod_files.sh ./mod_files.sh /tmp/session 3 32

if test "$2" = ""; then
       echo "usage: $0 basedir depth [numberofsubdirs]"
       echo "numberofsubdirs: if unset, defaults to 16. if 32, 32 subdirs, if 64, 64 subdirs."
       exit 1
fi

if test "$2" = "0"; then
       exit 0
fi

hash_chars="0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f"
if [ ! -z $3 ] ; then
if test "$3" -a "$3" -eq "32"; then
  hash_chars="$hash_chars g h i j k l m n o p q r s t u v"
  if test "$3" -eq "64"; then
   hash_chars="$hash_chars w x y z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z - ,"
  fi
fi
fi

for i in $hash_chars; do
       newpath="$1/$i"
       mkdir $newpath || exit 1
       sh $0 $newpath `expr $2 - 1` $3
done

设置为可执行之后,运行以下命令来创建哈希目录:

shell>#cd /usr/local/server/php/include/php/ext/session/
shell>#./mod_files.sh /tmp/php_sess 2 16

现在,就开始设置 NFS 共享了。假定有3台主机,ip分别为192.168.0.1(主机名svr1)、192.168.0.2(主机名svr2)、192.168.0.3(主机名svr3),现在让192.168.0.1来提供NFS共享服务,配置 /etc/exports ,加入如下内容:

/tmp/php_sess/ svr*(rw,no_root_squash)

然后重启 nfs 服务,即可对另外两台主机提供NFS共享了。
在 svr2、svr3 上执行以下命令来挂在NFS:

shell>#mkdir /tmp/php_sess
shell>#mount svr1:/tmp/php_sess /tmp/php_sess

最后,在这两个主机上对 php.ini 增加/修改上面提到的内容,然后重启apache即可。

2. 基于数据库的Session共享

首选当然是大名鼎鼎的Mysql数据库,并且建议使用内存表Heap,提高session操作的读写效率。这个方案的实用性比较强,相信大家普遍在 使用,它的缺点在于session的并发读写能力取决于Mysql数据库的性能,同时需要自己实现session淘汰逻辑,以便定时从数据表中更新、删除 session记录,当并发过高时容易出现表锁,虽然我们可以选择行级锁的表引擎,但不得不否认使用数据库存储Session还是有些杀鸡用牛刀的架势。

 

3. 基于Cookie的Session共享

这个方案我们可能比较陌生,但它在大型网站中还是比较普遍被使用。原理是将全站用户的Session信息加密、序列化后以Cookie的方式,统一 种植在根域名下(如:.host.com),利用浏览器访问该根域名下的所有二级域名站点时,会传递与之域名对应的所有Cookie内容的特性,从而实现 用户的Cookie化Session 在多服务间的共享访问。

这个方案的优点无需额外的服务器资源;缺点是由于受http协议头信心长度的限制,仅能够存储小部分的用户信息,同时Cookie化的 Session内容需要进行安全加解密(如:采用DES、RSA等进行明文加解密;再由MD5、SHA-1等算法进行防伪认证),另外它也会占用一定的带 宽资源,因为浏览器会在请求当前域名下任何资源时将本地Cookie附加在http头中传递到服务器。

 

4. 基于Memcache的Session共享

Memcache 由于是一款基于Libevent 多路异步I/O技术的内存共享系统,简单的Key + Value数据存储模式使得代码逻辑小巧高效,因此在并发处理能力上占据了绝对优势,目前本人所经历的项目达到2000/秒 平均查询,并且服务器CPU消耗依然不到10%。

另外值得一提的是Memcache的内存hash表所特有的Expires数据过期淘汰机制,正好和Session的过期机制不谋而合,降低了过期Session数据删除的代码复杂度,对比“基于数据库的存储方案”,仅这块逻辑就给数据表产生巨大的查询压力。

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