负载均衡中使用 Redis 实现共享 Session

最近在研究Web架构方面的知识，包括数据库读写分离，Redis缓存和队列，集群，以及负载均衡（LVS），今天就来先学习下我在负载均衡中遇到的问题，那就是session共享的问题。

一、负载均衡

负载均衡：把众多的访问量分担到其他的服务器上，让每个服务器的压力减少。

通俗的解释就是：把一项任务交由一个开发人员处理总会有上限处理能力，这时可以考虑增加开发人员来共同处理这项任务，多人处理同一项任务时就会涉及到调度问题，即任务分配，这和多线程理念是一致的。nginx在这里的角色相当于任务分配者。

如我们第一次访问 www.baidu.com 这个域名，可能会对应这个IP111.13.101.208的服务器，然后第二次访问，IP可能会变为 111.13.101.209的服务器，这就是百度采用了负载均衡，一个域名对应多个服务器，将访问量分担到其他的服务器，这样很大程度的减轻了每个服务器上访问量。

但是，这里有一个问题，如果我们登录了百度的一个账号，如网页的百度网盘，但是每次有可能请求的是不同的服务器，我们知道每个服务器都会有自己的会话session，所以会导致用户每次刷新网页又要重新登录，这是非常糟糕的体验，因此，根据以上问题，希望session可以共享，这样就可以解决负载均衡中同一个域名不同服务器对应不同session的问题。

二、Redis介绍

目前多服务器的共享session，用的最多的是redis。

关于Redis的基础知识，可以看我之前的博文Redis开发学习。

再简单的梳理下：

1.redis是key-value的存储系统，属于非关系型数据库

2.特点：支持数据持久化，可以让数据在内存中保存到磁盘里（memcached：数据存在内存里，如果服务重启，数据会丢失）

3.支持5种数据类型：string，hash，list，set，zset

4.两种文件格式（即数据持久化）

1. RDB（全量数据）：多长时间/频率，把内存中的数据刷到磁盘中，便于下次读取文件时进行加载。

2. AOF（增量请求）：类似mysql的二进制日志，不停地把对数据库的更改语句记录到日志中，下次重启服务，会根据二进制日志把数据重写一次，加载到内存里，实现数据持久化

5.存储

1. 内存存储

2. 磁盘存储（RDB）

3. log文件（AOF）

三、实现的核心思想

首先要明确session和cookie的区别。浏览器端存的是cookie每次浏览器发请求到服务端是http 报文头是会自动加上你的cookie信息的。服务端拿着用户的cookie作为key去存储里找对应的value(session)。

同一域名下的网站的cookie都是一样的。所以无论几台服务器,无论请求分配到哪一台服务器上同一用户的cookie是不变的。也就是说cookie对应的session也是唯一的。

所以，这里只要保证多台业务服务器访问同一个redis服务器(或集群)就行了。

四、PHP会话session配置改为Redis

我们可以看到PHP默认的的session配置使用文件形式保存在服务器临时目录中，我们需要Redis作为保存session的驱动，所以，这里需要对配置文件进行修改，PHP的自定义会话机制改为Redis。

这里有三种修改方式：

1.修改配置文件php.ini

找到配置文件 php.ini，修改为下面内容，保存并重启服务

1. session.save_handler = redis

2. session.save_path = "tcp://127.0.0.1:6379"

2.代码中动态配置修改

直接在代码中加入以下内容：

1. ini_set("session.save_handler", "redis");

2. ini_set("session.save_path", "tcp://127.0.0.1:6379");

注：如果配置文件redis.conf里设置了连接密码requirepass，save_path需要这样写tcp://127.0.0.1:6379?auth=authpwd ，否则保存session的时候会报错。

测试：

1. <?php

2. //ini_set("session.save_handler", "redis");

3. //ini_set("session.save_path", "tcp://127.0.0.1:6379");

4.  

5. session_start();

6.  

7. //存入session

8. $_SESSION['class'] = array('name' => 'toefl', 'num' => 8);

9.  

10. //连接redis

11. $redis = new redis();

12. $redis->connect('127.0.0.1', 6379);

13.  

14. //检查session_id

15. echo 'session_id:' . session_id() . '<br/>';

16.  

17. //redis存入的session（redis用session_id作为key,以string的形式存储）

18. echo 'redis_session:' . $redis->get('PHPREDIS_SESSION:' . session_id()) . '<br/>';

19.  

20. //php获取session值

21. echo 'php_session:' . json_encode($_SESSION['class']);

3.自定义会话机制

使用 session_set_save_handle 方法自定义会话机制，网上发现了一个封装非常好的类，我们可以直接使用这个类来实现我们的共享session操作。

1. <?php

2. class redisSession{

3.    /**

4.     * 保存session的数据库表的信息

5.     */

6.    private $_options = array(

7.        'handler' => null, //数据库连接句柄

8.        'host' => null,

9.        'port' => null,

10.        'lifeTime' => null,

11.        'prefix'   => 'PHPREDIS_SESSION:'

12.    );

13.  

14.    /**

15.     * 构造函数

16.     * @param $options 设置信息数组

17.     */

18.    public function __construct($options=array()){

19.        if(!class_exists("redis", false)){

20.            die("必须安装redis扩展");

21.        }

22.        if(!isset($options['lifeTime']) || $options['lifeTime'] <= 0){

23.            $options['lifeTime'] = ini_get('session.gc_maxlifetime');

24.        }

25.        $this->_options = array_merge($this->_options, $options);

26.    }

27.  

28.    /**

29.     * 开始使用该驱动的session

30.     */

31.    public function begin(){

32.        if($this->_options['host'] === null ||

33.           $this->_options['port'] === null ||

34.           $this->_options['lifeTime'] === null

35.        ){

36.            return false;

37.        }

38.        //设置session处理函数

39.        session_set_save_handler(

40.            array($this, 'open'),

41.            array($this, 'close'),

42.            array($this, 'read'),

43.            array($this, 'write'),

44.            array($this, 'destory'),

45.            array($this, 'gc')

46.        );

47.    }

48.    /**

49.     * 自动开始回话或者session_start()开始回话后第一个调用的函数

50.     * 类似于构造函数的作用

51.     * @param $savePath 默认的保存路径

52.     * @param $sessionName 默认的参数名，PHPSESSID

53.     */

54.    public function open($savePath, $sessionName){

55.        if(is_resource($this->_options['handler'])) return true;

56.        //连接redis

57.        $redisHandle = new Redis();

58.        $redisHandle->connect($this->_options['host'], $this->_options['port']);

59.        if(!$redisHandle){

60.            return false;

61.        }

62.  

63.        $this->_options['handler'] = $redisHandle;

64. //        $this->gc(null);

65.        return true;

66.  

67.    }

68.  

69.    /**

70.     * 类似于析构函数，在write之后调用或者session_write_close()函数之后调用

71.     */

72.    public function close(){

73.        return $this->_options['handler']->close();

74.    }

75.  

76.    /**

77.     * 读取session信息

78.     * @param $sessionId 通过该Id唯一确定对应的session数据

79.     * @return session信息/空串

80.     */

81.    public function read($sessionId){

82.        $sessionId = $this->_options['prefix'].$sessionId;

83.        return $this->_options['handler']->get($sessionId);

84.    }

85.  

86.    /**

87.     * 写入或者修改session数据

88.     * @param $sessionId 要写入数据的session对应的id

89.     * @param $sessionData 要写入的数据，已经序列化过了

90.     */

91.    public function write($sessionId, $sessionData){

92.        $sessionId = $this->_options['prefix'].$sessionId;

93.        return $this->_options['handler']->setex($sessionId, $this->_options['lifeTime'], $sessionData);

94.    }

95.  

96.    /**

97.     * 主动销毁session会话

98.     * @param $sessionId 要销毁的会话的唯一id

99.     */

100.    public function destory($sessionId){

101.        $sessionId = $this->_options['prefix'].$sessionId;

102. //        $array = $this->print_stack_trace();

103. //        log::write($array);

104.        return $this->_options['handler']->delete($sessionId) >= 1 ? true : false;

105.    }

106.  

107.    /**

108.     * 清理绘画中的过期数据

109.     * @param 有效期

110.     */

111.    public function gc($lifeTime){

112.        //获取所有sessionid，让过期的释放掉

113.        //$this->_options['handler']->keys("*");

114.        return true;

115.    }

116.    //打印堆栈信息

117.    public function print_stack_trace()

118.    {

119.        $array = debug_backtrace ();

120.        //截取用户信息

121.        $var = $this->read(session_id());

122.        $s = strpos($var, "index_dk_user|");

123.        $e = strpos($var, "}authId|");

124.        $user = substr($var,$s+14,$e-13);

125.        $user = unserialize($user);

126.        //print_r($array);//信息很齐全

127.        unset ( $array [0] );

128.        if(!empty($user)){

129.          $traceInfo = $user['id'].'|'.$user['user_name'].'|'.$user['user_phone'].'|'.$user['presona_name'].'++++++++++++++++\n';

130.        }else{

131.          $traceInfo = '++++++++++++++++\n';

132.        }

133.        $time = date ( "y-m-d H:i:m" );

134.        foreach ( $array as $t ) {

135.            $traceInfo .= '[' . $time . '] ' . $t ['file'] . ' (' . $t ['line'] . ') ';

136.            $traceInfo .= $t ['class'] . $t ['type'] . $t ['function'] . '(';

137.            $traceInfo .= implode ( ', ', $t ['args'] );

138.            $traceInfo .= ")\n";

139.        }

140.        $traceInfo .= '++++++++++++++++';

141.        return $traceInfo;

142.    }

143.  

144. }

在你的项目入口处调用上边的类：上边的方法等于是重写了session写入文件的方法，将数据写入到了Redis中。

初始化文件 init.php

1. <?php

2. require_once("redisSession.php");

3. $handler = new redisSession(array(

4.                'host' => "127.0.0.1",

5.                'port' => "6379"

6.        ));

7. $handler->begin();

8.  

9. // 这也是必须的，打开session，必须在session_set_save_handler后面执行

10. session_start();

测试 test.php

1. <?php

2. // 引入初始化文件

3. include("init.php");

4. $_SESSION['isex'] = "Hello";  

5. $_SESSION['sex']  = "Corwien";

6.  

7. // 打印文件

8. print_r($_SESSION);

9. // ( [sex] => Corwien [isex] => Hello )

在Redis客户端使用命令查看我们的这条数据是否存在：

1. 27.0.0.1:6379> keys *

2. 1) "first_key"

3. 2) "mylist"

4. 3) "language"

5. 4) "mytest"

6. 5) "pragmmer"

7. 6) "good"

8. 7) "PHPREDIS_SESSION:29a111bcs120sv48ibmmjqdag4"

9. 8) "user:1"

10. 9) "counter:__rand_int__"

11. 10) "key:__rand_int__"

12. 11) "tutorial-list"

13. 12) "id:1"

14. 13) "name"

15. 127.0.0.1:6379> get PHPREDIS_SESSION:29a111bcs120sv48ibmmjqdag4

16. "sex|s:7:\"Corwien\";isex|s:5:\"Hello\";"

17. 127.0.0.1:6379>

我们可以看到，我们的数据被保存在了Redis端了，键为： PHPREDIS_SESSION:29a111bcs120sv48ibmmjqdag4.