PHPとMongoDBで学ぶ次世代データストア

PHPとMongoDBで学ぶ次世代データストア佐藤琢哉 LOCAL PHP部

自己紹介佐藤琢哉 aka nazo 旭川出身　東京在住株式会社RYUS所属(http://ryus.co.jp) ３月末まで LOCAL PHP部 Hatena : nazone twitter : nazo

４月から札幌市民になります！！！！！

友達が少ないので皆さん遊んでやってください

アジェンダ MongoDBって何？使い方他のDBMSとの比較 MapReduce まとめ

MongoDB (from "humongous") is a scalable, high-performance, open source, schema-free, document-oriented database.

ドキュメント指向データベーススキーマがないデータ定義自体が各ドキュメントに入っている

RDBMS 行と列にデータを当てはめていくのが RDBMS

ドキュメントの集合ドキュメント指向 ID：1 名前：hokkai 性別：男 ID：3 名前：reath ID：2 名前：onodes 電話番号：xxx-xxx-xxxx ID：4 名前：riaf ライブラリ：rhaco ※名前は実在の人物とは一切関係ありません

AGPLライセンス Webからのみアクセスするものでもソースコードを公開しないといけないGPL 普通のGPLは、Webサイトとして使う分にはプログラムを配布するわけじゃないからソースコード公開する必要がないが、それが気にくわないために作られたライセンス

AGPLライセンス MongoDB自体をカスタマイズするなら例えWebサイト内部だけで使ってても公開要求に応じないと駄目よー各言語からアクセスするドライバはApache Licenseだから大丈夫よー社内からしかアクセスできないような場所で使う分には平気よー

データをBSONで保存 BSON is a binary-encoded serialization of JSON-like documents { hoge: "fuga", foo: [bar, baz] } 構造が自由 XMLデータベースがJSONになったような感じ JSONなので操作も簡単ちょっとした構造でJOINとかする必要がない

JavaScript処理系内蔵 MongoDB単体でJavaScriptでデータを操作することが可能 JSONで記録されたデータをそのまま処理できるストアドプロシージャ的な使い方 MapReduce

スケーラブル MapReduce搭載 Master-Slave構成ペアDB Master-Master構成（制限あり） Sharding

日本だとCouchDBのほうが情報が圧倒的に多いのになんでMongoDBとかマイナーそうなのを…

そりゃMongoDBしかない！

ちなみに世界的には青：CouchDB 赤：MongoDB

インストールいろんなプラットフォームのバイナリが配布されているので好きなのを入れる。

インストールデータフォルダをデフォルトで/data/dbに作るので、面倒であればフォルダを作っておく起動時の設定でもちろん変更可能

インストール mongodを実行するだけで起動面倒な人はinitスクリプト init.d for MongoDB http://gist.github.com/232227

インストール pecl install mongo あとphp.iniにextension=mongo.soと書くだけ PHPer歓喜

接続 $mongo = new Mongo(); $mongo = new Mongo("example.com:65432");

データベースとコレクションの取得 $db = $mongo->selectDB( "dbname" ); $col = $db->selectCollection( "collectionname" );

データベースとコレクション

INSERT $doc = array( "name" => "MongoDB", "type" => "database", "count" => 1, "info" => (object)array( "x" => 203, "y" => 102), "versions" => array("0.9.7", "0.9.8", "0.9.9") ); $col->insert( $doc );

INSERT PHPの配列がそのままデータとして入る複雑な階層でももちろんそのまま入る１コレクション内の構造が統一されていなくてもいい（ただしインデックスを張る場合はその項目は必須）

INSERT $doc = array( "name" => "Apple", "color" => "Red", ); $col->insert( $doc ); $doc = array( "name" => "Beer", "price" => 300, ); $col->insert( $doc );

SELECT １件取得 $obj = $col->findOne(); 条件指定取得 $obj = $col->findOne(array("name"=>"MongoDB")); 全件取得 $cursor = $col->find();

SELECT $cursor = $col->find(array('num' => array('$gt' => 1))); $cursor = $col->find(array('name' => new MongoRegex('/ba/i'))); $cursor = $col->find(array('$where' => 'this.num > Math.abs(-1)'));

Update $obj = $col->findOne(array("name"=>"MongoDB")); $obj["value"] = 2; $col->save($obj);

Delete $col->remove(array("name" => "MongoDB")); $obj = $col->findOne(); $col->remove($obj); $col->drop(); $db->drop();

Count $col->count(); $col->count(array('x'=>1));

Index作成 $col->ensureIndex( array( "name" => 1 ) ); $col->ensureIndex( array( "name" => 1 , "count" => -1 ) ); ,[object Object],[object Object]

MapReduceとは？大量のサーバ上で分散処理をするために考案された手法 Key-Valueの組み合わせを単純な方法で分散して再計算することによって、複雑な計算に対応する MapフェーズとReduceフェーズの処理を与えてあげるだけで、後の処理はシステムが自動的に分散して行ってくれる

MapReduceとは？ Map ある大量のデータを、一連のKey-Valueの形式にして、システムに渡すシステム Mapで渡されたデータを、同一のKeyで束ねる Reduce システムから渡ってきたデータを加工し、出力する

例：ユーザーごとの買い物金額の合計 MapReduceを使う必要があるかは謎そもそも設計も怪しい

データ例 ※名前は実在の人物とは一切関係ありません

Map reath=300 元データ Map関数 hokkai=100 元データ onodes=100 元データ hokkai=100 元データ元データ onodes=200 reath=100 元データ

Reduce hokkai=[100,100] hokkai=200 Reduce関数 onodes=[100,200] onodes=300 reath=[100, 300] reath=400

MongoDBでMapReduce MapReduceに与えるMap/Reduce関数をJavaScriptで記述 PHPで使う場合はMongoDB-MapReduce-PHPライブラリを使うと少し楽でも処理自体は結局JavaScriptで書かないといけない

基本データ $col->insert( array("user" => "hokkai", "item" => "apple", "price" => 100 ) ); $col->insert( array("user" => "hokkai", "item" => "orange", "price" => 100 ) ); $col->insert( array("user" => "onodes", "item" => "bread", "price" => 100 ) ); $col->insert( array("user" => "onodes", "item" => "beef", "price" => 200 ) ); $col->insert( array("user" => "reath", "item" => "book", "price" => 300 ) ); $col->insert( array("user" => "reath", "item" => "pen", "price" => 100 ) );

Map $map = <<<MAP function() { emit(this.user, this.price); } MAP;

Reduce $reduce = <<<REDUCE function(key, values) { var total = 0; for(vari in values) total += values[i]; return total; } REDUCE;

PHP側（insert済みな前提） <?php require_once('./MongoDB-MapReduce-PHP/lib/MongoMapReduce.php'); require_once('./MongoDB-MapReduce-PHP/lib/MongoMapReduceResponse.php'); $mongo = new Mongo(); $db = $mongo->selectDB( 'mydb' ); $col = $db->selectCollection( 'shop' ); // $mapと$reduceは省略 $map_reduce = new MongoMapReduce($map, $reduce); $response = $map_reduce->invoke($db, "shop"); if ($response->valid()) { foreach($response->getResultSet() as $result) { echo "name: ", $result["_id"] , " / price: ", $result["value"], PHP_ EOL; } }

結果 name: hokkai / price: 200 name: onodes / price: 300 name: reath / price: 400

ほかのデータストアと比較

RDBMSとの違い分散が楽！様々な分散方法を標準搭載 MapReduce テーブル定義不要動的に構造を付け足したりできるプログラミング言語の構造に密着 JOINはできない MapReduceでカバートランザクションはない銀行のシステムとか作りたいならRDBMSでいいんじゃね？

KVSとの違い KVS=Key-Value Store Memcached、Tokyo Cabinet/Tyrant、Flared、ROMA、BigTable、etc… KVSよりは分散は大変 KVSは置くだけで分散できるものが多い KVSよりはデータ構造が存在する KVSは単純にKey-Valueの構造しかない（キーでの検索しかできない） MongoDBは大体RDBMSに近い設計手法で操作ができる

CouchDBとの違い基本的には同じまだ比較できるほどの事例が存在しない PHPで使うならMongoDBのほうが楽若干用語とかが違う

高速 KVS MongoDB 高機能 RDBMS

実用的にMongoDBをPHPで使うなら Lithium（ http://li3.rad-dev.org/） PHP5.3専用フレームワーク MongoDB推奨で設計されているチュートリアルももちろんMongoDB CakePHP用DataSource http://d.hatena.ne.jp/cakephper/20100122/1264140610 単体ライブラリ Mongodloid、Morph

実際使えるのか？もちろんレンタルサーバの類では不可 RDBMSより圧倒的に高速なので、高負荷に耐えれるサービスを作るなら重要トランザクションが重要になるサービスでは使えないテーブル定義とか書かなくていいので、立ち上げ時とか試行錯誤する時とかはものすごく簡単に書ける

日本語の情報が少なくて… 概念とかはCouchDB関係で調べれば近いものが出てくる情報がないなら自分たちで発信しよう！ CakePHP用datastoreの作者は日本人だし日本語の情報しか存在しないが、公式に掲載された翻訳も積極的に！

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