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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？ 🤔🤔🤔 2
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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 3
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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 4
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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'], ]; 5
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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 7
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どんなものを作るのか ● Redis ● Docker ● Git ● SQLite ● grep ● etc… 8
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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 10
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PHP で Redis を作ってみました 11
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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 12
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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) 13
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*2\r\n$4\r\nECHO\r\n$3\r\nphp\r\n 14
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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 15 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 16
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Error ● -Error message\r\n ○ - で始まり \r\n で終わる 17
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Integer ● :1000\r\n ○ : で始まり \r\n で終わる 18
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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 19
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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 20
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*2\r\n$4\r\nECHO\r\n$3\r\nphp\r\n 21 *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 22
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CodeCraftersチャレンジしてみる 23
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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 24
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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 25
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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 26
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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 28
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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 29
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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 31
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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 32
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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 34
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4. 並列でクライアントからのリクエスト処理 35 ● 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 38
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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 39
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*2\r\n$4\r\nECHO\r\n$5\r\nworld\r\n 40 *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 42 *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 43
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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 44
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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 46
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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 47
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時間があればデモ 50
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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 51
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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 52
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おわり 53
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おまけ 54
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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.. 55