PHP アプリケーションで Memcache を使用してキャッシュ効率を向上させるにはどうすればよいですか?

インターネットの急速な発展に伴い、データの処理と送信がさまざまなアプリケーション開発の最優先事項になりました。データの処理中、データ トラフィックの増加に伴い、キャッシュ アプリケーションも広く使用されています。これにより、サーバー リソースの消費が削減され、ページの読み込みが高速化され、特定のリクエスト タイムアウトの頻繁な発生を回避できます。中でも Memcache は、さまざまな Web アプリケーションの開発で広く使用されている高性能な分散キャッシュ システムです。以下では、特定の PHP アプリケーションに基づいて Memcache を使用する方法と、Memcache を使用してキャッシュ効率を向上させる方法を紹介します。

1. Memcache の特徴と利用シーン

Memcache は、メモリベースの分散キャッシュ システムであり、高いパフォーマンスと高い同時処理能力を備えているだけでなく、複数のマシンに拡張することもできます。 . 分散キャッシュはサーバー間で迅速かつ簡単に実行できます。同時に、Memcache は NoSQL データベースとして、JSON データ形式の保存と読み取りもサポートしており、大規模な JSON オブジェクトと配列を迅速かつ効率的に読み取りおよび書き込みできます。これらの特性により、Memcache は次のような一般的なキャッシュ シナリオに適しています。

1. 電子商取引、ソーシャル メディアなど、同時実行性の高い Web アプリケーション。データベースの読み取りと書き込みと比較すると、Memcache の読み取りと書き込みは速度が速くなります。 高速です。これにより、Web アプリケーションの負荷が軽減され、サービスの応答速度とリクエストの成功率が向上します。
2. 画像、CSS、JS、その他のファイルなどの静的リソースのキャッシュ。Memcache はそれらをメモリに保存し、ディスク IO による遅延を軽減し、静的リソースのアクセス速度と読み取り効率を向上させることができます。
3. ニュースおよび情報アプリケーションのデータ キャッシュ (ニュース タイトル、写真、記事分類、その他のデータなど) は比較的安定しており、Memcache にキャッシュしてデータベースの読み取りを減らすことができます。

2. Memcache の使用方法

1. まず、PHP アプリケーションで Memcache 拡張機能をインストールして有効にする必要があります

$ memcache = new Memcache();
$ memcache->addserver("127.0.0.1", 11211);

// 添加缓存
$ memcache->set('key', 'value', MEMCACHE_COMPRESSED, 0);

// 读取缓存
$ memcache->get("key");

2. Memcache を使用して単純な変数をキャッシュする

$ memcache = new Memcache();
$ memcache->addserver("127.0.0.1", 11211);
$ value = 'I am an example value.';

// 把 value 存储在 Memcached 缓存里，key 为 example_key。
$ memcache->set('example_key', $value);

// 把这个 key 和缓存中的值读取出来
$ get_value = $ memcache->get('example_key');

// 输出读取的值
echo $get_value;

3. Memcache を使用して複雑な JSON オブジェクトをキャッシュする

$ memcache = new Memcache();
$ memcache->addserver("127.0.0.1", 11211);
$ value = array(
'key1' => 'value1',
'key2' => 'value2',
'key3' => 520,
'key4' => array(
'subkey1' => 'subvalue1',
'subkey2' => 'subvalue2'
)
);

// 把 value 存储在 Memcached 缓存里，key 为 example_key。
$ memcache->set('example_key', json_encode($value));

// 把这个 key 和缓存中的JSON对象读取出来
$get_json = $ memcache->get('example_key');

// 解析 JSON 对象并输出
$decoded = json_decode($get_json, true);
print_r($decoded);

3. Memcache の最適化

1. データの繰り返しキャッシュを避ける

Memcache を使用する場合は、キャッシュされたデータが既にキャッシュに存在するかどうかを考慮する必要があります。存在する場合は、再度キャッシュする必要はありません。これにより、キャッシュスペースの無駄やキャッシュ効率の低下を回避できます。 Memcache の get() メソッドを使用すると、それがすでに存在するかどうかを確認でき、存在する場合は直接読み取ることができます。

// 如果缓存中已经存在该key相应的值，则直接使用
if(($result = $ memcache->get($key)) !== false){
return $result;
}
// 否则从数据库中通过SQL语句查询，并存储到缓存中
$data = $ db->fetchTest($sql);
$ memcache->set($key, $data, MEMCACHE_COMPRESSED, $expires);
return $data;

2. キャッシュ雪崩を避ける

Memcache でキャッシュされたデータはメモリ上に保存されるため、ある時点でキャッシュ内のデータが大量に蓄積されると、同時に無効になったり、有効期限が切れたりすると、大量のリクエストがバックエンド システムに転送され、サーバーの負荷が急激に増加し、システムのダウンタイムが発生します。この現象を「キャッシュなだれ」といいますが、これを回避するには以下のような対策が考えられます。

① キャッシュ時間をランダムに分散する 大量のデータが同時に期限切れになることを避けるために、キャッシュの有効期間を範囲内でランダムに設定できます。

$ expires = rand(10, 60); // 生成10~60秒的随机数
$ memcache->set('key', 'value', 0, $expires);

② マルチレベル キャッシュ メカニズムを使用します。これは、単一のキャッシュ サーバーの障害がシステム全体に影響を与えることを避けるために、キャッシュが複数の異なるサーバーに分散されることを意味します。

// 选择一个缓存服务器
$ memcache = new Memcache();
$ cacheServer = memcache_get_server_status('192.168.0.1');
if ($cacheServer !== false) {
$ memcache->addserver("192.168.0.1", 11211);
}else {
$ memcache->addserver("192.168.0.2", 11211);
}

③同時無効化を避けるために有効期限マークキーを追加する

プログラムでは、キャッシュの有効期限を監視するマークを追加できます。キャッシュの有効期限が切れそうになったり無効になったりした場合、 Discovery を進めて、キャッシュの更新やデータの再計算を行うことができます。

$ memcache->set('key', 'value');
$ memcache->set('key_expires', '1', 0, $expires);

上記の対策により、「キャッシュなだれ」現象の発生を効果的に軽減し、キャッシュの効率と安定性を向上させることができます。

結論

Memcache は、効率的で高性能なキャッシュ ソリューションとして、サーバーへの負荷を迅速に軽減し、アプリケーションのパフォーマンスとスループットを向上させることができます。 Memcache をキャッシュ操作に使用する場合は、データの有効性と一意性に注意し、タイムリーにキャッシュを更新およびクリーンアップし、「キャッシュなだれ」の発生を避けるように注意する必要があります。この記事が貴重な参考になれば幸いです。

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