PHP 实现多服务器共享 SESSION 数据

PHP 实现多服务器共享 SESSION 数据

2011 年 12 月 05 日评论暂缺

一、问题起源

稍大一些的网站，通常都会有好几个服务器，每个服务器运行着不同功能的模块，使用不同的二级域名，而一个整体性强的网站，用户系统是统一的，即一套 用户名、密码在整个网站的各个模块中都是可以登录使用的。各个服务器共享用户数据是比较容易实现的，只需要在后端放个数据库服务器，各个服务器通过统一接 口对用户数据进行访问即可。但还存在一个问题，就是用户在这个服务器登录之后，进入另一个服务器的别的模块时，仍然需要重新登录，这就是一次登录，全部通 行的问题，映射到技术上，其实就是各个服务器之间如何实现共享 SESSION 数据的问题。

二、PHP SESSION 的工作原理

在解决问题之前，先来了解一下 PHP SESSION 的工作原理。在客户端（如浏览器）登录网站时，被访问的 PHP 页面可以使用 session_start() 打开 SESSION，这样就会产生客户端的唯一标识 SESSION ID（此 ID 可通过函数 session_id() 获取/设置）。SESSION ID 可以通过两种方式保留在客户端，使得请求不同的页面时，PHP 程序可以获知客户端的 SESSION ID；一种是将 SESSION ID 自动加入到 GET 的 URL 中，或者 POST 的表单中，默认情况下，变量名为 PHPSESSID；另一种是通过 COOKIE，将 SESSION ID 保存在 COOKIE 中，默认情况下，这个 COOKIE 的名字为 PHPSESSID。这里我们主要以 COOKIE 方式进行说明，因为应用比较广泛。

那么 SESSION 的数据保存在哪里呢？当然是在服务器端，但不是保存在内存中，而是保存在文件或数据库中。默认情况下，php.ini 中设置的 SESSION 保存方式是 files（session.save_handler = files），即使用读写文件的方式保存 SESSION 数据，而 SESSION 文件保存的目录由 session.save_path 指定，文件名以 sess_ 为前缀，后跟 SESSION ID，如：sess_c72665af28a8b14c0fe11afe3b59b51b。文件中的数据即是序列化之后的 SESSION 数据了。如果访问量大，可能产生的 SESSION 文件会比较多，这时可以设置分级目录进行 SESSION 文件的保存，效率会提高很多，设置方法为：session.save_path=”N;/save_path”，N 为分级的级数，save_path 为开始目录。当写入 SESSION 数据的时候，PHP 会获取到客户端的 SESSION_ID，然后根据这个 SESSION ID 到指定的 SESSION 文件保存目录中找到相应的 SESSION 文件，不存在则创建之，最后将数据序列化之后写入文件。读取 SESSION 数据是也是类似的操作流程，对读出来的数据需要进行解序列化，生成相应的 SESSION 变量。

三、多服务器共享 SESSION 的主要障碍及解决办法

通过了解 SESSION 的工作原理，我们可以发现，在默认情况下，各个服务器会各自分别对同一个客户端产生 SESSION ID，如对于同一个用户浏览器，A 服务器产生的 SESSION ID 是 30de1e9de3192ba6ce2992d27a1b6a0a，而 B 服务器生成的则是 c72665af28a8b14c0fe11afe3b59b51b。另外，PHP 的 SESSION 数据都是分别保存在本服务器的文件系统中。如下图所示：

确定了问题所在之后，就可以着手进行解决了。想要共享 SESSION 数据，那就必须实现两个目标：一个是各个服务器对同一个客户端产生的 SESSION ID 必须相同，并且可通过同一个 COOKIE 进行传递，也就是说各个服务器必须可以读取同一个名为 PHPSESSID 的 COOKIE；另一个是 SESSION 数据的存储方式/位置必须保证各个服务器都能够访问到。简单地说就是 多服务器共享客户端的 SESSION ID，同时还必须共享服务器端的 SESSION 数据。

第一个目标的实现其实很简单，只需要对 COOKIE 的域（domain）进行特殊地设置即可，默认情况下，COOKIE 的域是当前服务器的域名/IP 地址，而域不同的话，各个服务器所设置的 COOKIE 是不能相互访问的，如 www.aaa.com 的服务器是不能读写 www.bbb.com 服务器设置的 COOKIE 的。这里我们所说的同一网站的服务器有其特殊性，那就是他们同属于同一个一级域，如：aaa.infor96.com 和 www.infor96.com 都属于域 .infor96.com，那么我们就可以设置 COOKIE 的域为 .infor96.com，这样 aaa.infor96.com、www.infor96.com 等等都可以访问此 COOKIE。PHP 代码中的设置方法如下：

<?php
ini_set('session.cookie_domain', '.infor96.com');
?>

这样各个服务器共享同一客户端 SESSION ID 的目的就达到了。

第二个目标的实现可以使用文件共享方式，如 NFS 方式，但设置、操作上有些复杂。我们可以参考先前所说的统一用户系统的方式，即使用数据库来保存 SESSION 数据，这样各个服务器就可以方便地访问同一个数据源，获取相同的 SESSION 数据了。

解决办法如下图所示：

四、代码实现

首先创建数据表，MySQL 的 SQL 语句如下：

   CREATE TABLE `sess` (
     `sesskey` varchar(32) NOT NULL default '',
      `expiry` bigint(20) NOT NULL default '0',
      `data` longtext NOT NULL,
      PRIMARY KEY  (`sesskey`),
      KEY `expiry` (`expiry`)
    ) ENGINE=MyISAM DEFAULT CHARSET=utf8 COLLATE=utf8_unicode_ci

sesskey 为 SESSION ID，expiry 为 SESSION 过期时间，data 用于保存 SESSION 数据。

默认情况下 SESSION 数据是以文件方式保存，想要使用数据库方式保存，就必须重新定义 SESSION 各个操作的处理函数。PHP 提供了session_set_save_handle() 函数，可以用此函数自定义 SESSION 的处理过程，当然首先要先将 session.save_handler 改成 user，可在 PHP 中进行设置：

<?php 
session_module_name('user');
?>

接下来着重讲一下 session_set_save_handle() 函数，此函数有六个参数：

session_set_save_handler ( string open, string close, string read, string write, string destroy, string gc )

各个参数为各项操作的函数名，这些操作依次是：打开、关闭、读取、写入、销毁、垃圾回收。PHP 手册中有详细的例子，在这里我们使用 OO 的方式来实现这些操作，详细代码如下：

<?php
define('MY_SESS_TIME', 3600);   //SESSION 生存时长
//类定义
class My_Sess
{
    function init()
    {
        $domain = '.infor96.com';
        //不使用 GET/POST 变量方式
        ini_set('session.use_trans_sid',    0);
        //设置垃圾回收最大生存时间
        ini_set('session.gc_maxlifetime',   MY_SESS_TIME);

        //使用 COOKIE 保存 SESSION ID 的方式
        ini_set('session.use_cookies',      1);
        ini_set('session.cookie_path',      '/');
        //多主机共享保存 SESSION ID 的 COOKIE
        ini_set('session.cookie_domain',    $domain);

        //将 session.save_handler 设置为 user，而不是默认的 files
        session_module_name('user');
        //定义 SESSION 各项操作所对应的方法名：
        session_set_save_handler(
            array('My_Sess', 'open'),   //对应于静态方法 My_Sess::open()，下同。
            array('My_Sess', 'close'),
            array('My_Sess', 'read'),
            array('My_Sess', 'write'),
            array('My_Sess', 'destroy'),
            array('My_Sess', 'gc')
        );
    }   //end function

    function open($save_path, $session_name) {
        return true;
    }   //end function

    function close() {
        global $MY_SESS_CONN;

        if ($MY_SESS_CONN) {    //关闭数据库连接
            $MY_SESS_CONN->Close();
        }
        return true;
    }   //end function

    function read($sesskey) {
        global $MY_SESS_CONN;

        $sql = 'SELECT data FROM sess WHERE sesskey=' . $MY_SESS_CONN->qstr($sesskey) . ' AND expiry>=' . time();
        $rs =& $MY_SESS_CONN->Execute($sql);
        if ($rs) {
            if ($rs->EOF) {
                return '';
            } else {    //读取到对应于 SESSION ID 的 SESSION 数据
                $v = $rs->fields[0];
                $rs->Close();
                return $v;
            }   //end if
        }   //end if
        return '';
    }   //end function

    function write($sesskey, $data) {
        global $MY_SESS_CONN;
        
        $qkey = $MY_SESS_CONN->qstr($sesskey);
        $expiry = time() + My_SESS_TIME;    //设置过期时间
        
        //写入 SESSION
        $arr = array(
            'sesskey' => $qkey,
            'expiry'  => $expiry,
            'data'    => $data);
        $MY_SESS_CONN->Replace('sess', $arr, 'sesskey', $autoQuote = true);
        return true;
    }   //end function

    function destroy($sesskey) {
        global $MY_SESS_CONN;

        $sql = 'DELETE FROM sess WHERE sesskey=' . $MY_SESS_CONN->qstr($sesskey);
        $rs =& $MY_SESS_CONN->Execute($sql);
        return true;
    }   //end function

    function gc($maxlifetime = null) {
        global $MY_SESS_CONN;

        $sql = 'DELETE FROM sess WHERE expiry<' . time();
        $MY_SESS_CONN->Execute($sql);
        //由于经常性的对表 sess 做删除操作，容易产生碎片，
        //所以在垃圾回收中对该表进行优化操作。
        $sql = 'OPTIMIZE TABLE sess';
        $MY_SESS_CONN->Execute($sql);
        return true;
    }   //end function
}   ///:~

//使用 ADOdb 作为数据库抽象层。
require_once('adodb/adodb.inc.php');
//数据库配置项，可放入配置文件中（如：config.inc.php）。
$db_type = 'mysql';
$db_host = '192.168.212.1';
$db_user = 'sess_user';
$db_pass = 'sess_pass';
$db_name = 'sess_db';
//创建数据库连接，这是一个全局变量。
$GLOBALS['MY_SESS_CONN'] =& ADONewConnection($db_type);
$GLOBALS['MY_SESS_CONN']->Connect( $db_host, $db_user, $db_pass, $db_name);
//初始化 SESSION 设置，必须在 session_start() 之前运行！！
My_Sess::init();
?>

五、遗留问题

如果网站的访问量很大的话，SESSION 的读写会频繁地对数据库进行操作，这样效率就会明显降低。考虑到 SESSION 数据一般不会很大，可以尝试用 C/Java 写个多线程的程序，用 HASH 表保存 SESSION 数据，并通过 socket 通信进行数据读写，这样 SESSION 就保存在内存中，读写速度应该会快很多。另外还可以通过负载均衡来分担服务器负载。不过这些都只是我自己的一些想法和假设，并没有实践过 。。。。。。