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CodeCrafters にチャレンジして
PHP で Redis を作ってみる
2023/03/24 @PHPerKaigi 2023
げんえい (@gennei)
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こんなことで悩んでいたりしませんか？
🤔🤔🤔
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悩み
● チュートリアルを終えたけど次なにをしたらいいかわからない
● WAFを使ってアプリは作れるけど0から作る自信がない
● PHP以外の言語を学んでみたいけどなにをしたらいいかわか
らない
● 複雑なアプリケーションの裏側を知りたい
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今日はそんな悩みを
解決できるかもしれない話をします
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自己紹介
$profile = [
'名前' => 'げんえい',
'所属' => 'カオナビ',
'ロール' => 'テックリード',
'好き' => ['コーヒー', 'サンフレッチェ広島', '読書'],
];
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Code Crafters とは
● 複雑なソフトウェアを作る練習ができるサイト
● “車輪の再発明” を通してプログラミングを学べる
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どんなものを作るのか
● Redis
● Docker
● Git
● SQLite
● grep
● etc…
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CodeCrafters の学習サイクル
1. アカウント作成
2. 課題のリポジトリをClone
3. 課題に沿ってコードを書く
4. PUSH すると CI が動きパスすると次の課題に進む
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PHP で Redis を作ってみました
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Redis
● インメモリデータストア
● Key-Value でデータ取得、保存
● 有効期限の設定ができる
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RESPとは
● Redis Serialization Protocol の略
● 特徴
○ Simple to implement.(実装が簡単)
○ Fast to parse. (パースが速い)
○ Human readable. (人間が読むことができる)
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*2\r\n$4\r\nECHO\r\n$3\r\nphp\r\n
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RESPの読み方
先頭の記号はデータのフォーマットを表す
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記号
意味
+
Simple String (改行コード許容しない)
-
Error
:
Interger
$
Bulk String (改行コード許容する。バイナリセーフ。)
*
Array
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Simple String
● +PING\r\n
○ + から始まり \r\n で終わる
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Error
● -Error message\r\n
○ - で始まり \r\n で終わる
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Integer
● :1000\r\n
○ : で始まり \r\n で終わる
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Bulk String
● $5\r\nhello\r\n
○ $ は Bulk String を表す
○ $ の次の数字は文字列の長さを表す
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Array
● *2\r\n$4\r\nECHO\r\n$3\r\nphp\r\n
○ * は Array を表す
○ * の次の数字は配列のサイズ
○ $ の次の数字は文字列長
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*2\r\n$4\r\nECHO\r\n$3\r\nphp\r\n
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*2 = 配列のサイズが2
$4 = 4文字(ECHO)
$3 = 3文字(php)
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RESP完全に理解した
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CodeCraftersチャレンジしてみる
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7つのステップ
1. 6379 port で待受
2. ping を送ると pong が返ってくる
3. 複数回コマンド対応
4. 並列でクライアントからのリクエスト処理
5. ECHO コマンドの実装
6. SET, GETコマンドの実装
7. Expire の実装
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7つのステップ
1. 6379 port で待受
2. ping を送ると pong が返ってくる
3. 複数回コマンド対応
4. 並列でクライアントからのリクエスト処理
5. ECHO コマンドの実装
6. SET, GETコマンドの実装
7. Expire の実装
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1. 6379 port で待受
● cloneしたらすでにコードが書かれているので詳しく知らなくても大丈
夫
● 主に socket_xxx() 系の関数を利用します
○ socket_create() // ソケット作成
○ socket_bind() // 作成したソケットをaddress、portにバインド
○ socket_listen() // 接続待ち
○ socket_accept() // ソケットへの接続許可
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7つのステップ
1. 6379 port で待受
2. ping を送ると pong が返ってくる
3. 複数回コマンド対応
4. 並列でクライアントからのリクエスト処理
5. ECHO コマンドの実装
6. SET, GETコマンドの実装
7. Expire の実装
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2. ping を送ると pong が返ってくる
● +ping\r\n がクライアントから送られてくる
● +pong\r\n をクライアントへ返せば終わり
● レスポンスを返すときは socket_write() を使う
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7つのステップ
1. 6379 port で待受
2. ping を送ると pong が返ってくる
3. 複数回コマンド対応
4. 並列でクライアントからのリクエスト処理
5. ECHO コマンドの実装
6. SET, GETコマンドの実装
7. Expire の実装
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3. 複数回コマンド対応
● while で無限ループしてコマンドを待つ
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7つのステップ
1. 6379 port で待受
2. ping を送ると pong が返ってくる
3. 複数回コマンド対応
4. 並列でクライアントからのリクエスト処理
5. ECHO コマンドの実装
6. SET, GETコマンドの実装
7. Expire の実装
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4. 並列でクライアントからのリクエスト処理
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● どのクライアントからの通信かを判定してレスポンスを返す
○ JavaScript で作っているとなにもしなくていいぞ
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7つのステップ
1. 6379 port で待受
2. ping を送ると pong が返ってくる
3. 複数回コマンド対応
4. 並列でクライアントからのリクエスト処理
5. ECHO コマンドの実装
6. SET, GETコマンドの実装
7. Expire の実装
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5. ECHO コマンドの実装
● RESP フォーマットをパースして文字列を取得
● socket_write() で入力された文字列を返す
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*2\r\n$4\r\nECHO\r\n$5\r\nworld\r\n
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*2 = 配列のサイズが2
$4 = 4文字(ECHO)
$5 = 5文字(world)
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*2\r\n$4\r\nECHO\r\n$5\r\nworld\r\n
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*2 = 配列のサイズが2
$4 = 4文字(ECHO)
$5 = 5文字(world)
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7つのステップ
1. 6379 port で待受
2. ping を送ると pong が返ってくる
3. 複数回コマンド対応
4. 並列でクライアントからのリクエスト処理
5. ECHO コマンドの実装
6. SET, GETコマンドの実装
7. Expire の実装
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6. SET, GETコマンドの実装
● PHPの1プロセスが起動している状態なのでストレージとなる
シングルトンを作成し読み書きする
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7つのステップ
1. 6379 port で待受
2. ping を送ると pong が返ってくる
3. 複数回コマンド対応
4. 並列でクライアントからのリクエスト処理
5. ECHO コマンドの実装
6. SET, GETコマンドの実装
7. Expire の実装
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7. Expire の実装
● Expire
○ SET KEY VALUE 単位 (時間) で指定する
○ 指定は ex(秒) または px(ミリ秒) で指定する
○ ex) SET lang php px 100
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時間があればデモ
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まとめ
● RedisはRESPがわかれば作れる！
● 順番に小さく作ることでコア機能は作れる
● 新しい言語を習得するときはCodeCraftersでやってみるのい
いかもしれない
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参考文献
● Redis 公式ドキュメント
○ https://redis.io/docs/
● 実践Redis入門 技術の仕組みから現場の活用まで
○ https://gihyo.jp/book/2022/978-4-297-13142-5
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おわり
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おまけ
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RESP3
● Redis6.0 以降ではRESP3を使うことができる
● 主な変更点
○ CRLF -> LF に変更
○ データ型の追加
■ Map、Set、Boolean、etc..
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