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Webアプリケーションへの同時アクセス対策メモ

XAMPPの Apache Bench で同時アクセスを再現するメモ。テストした環境はWindows7。Apache Bench の使い方は以下を参考に。

• Apache Benchを使った負荷テストのやり方

XAMPPをCドライブ直下にインストールした場合、以下の手順で Apache Bench を使える。

> cd C:\xampp\apache\bin
> ab -n 15 -c 15 http://localhost/~test/ab/

「-n 15 -c 15」で「15人が同時にアクセスする（合計15回アクセス）」状況がテストできる。（「-n 15 -c 1」なら「1人が合計15回アクセスする」状況になるので、同時アクセスにはならない。）

以下で同時アクセスのテストとその対策を行う。

ファイルを使った例

<?php

/*
 * No.2をカウントアップ（最大値100）
 */

if ($fp = fopen('logs/count.log', 'r+')) {
  $data = '';
  while ($line = fgets($fp)) {
    list($id, $count) = explode("\t", rtrim($line));

    if ($id == 2) {
      if ($count < 100) {
        $data .= "$id\t" . ++$count . "\n";
      } else {
        exit('Limit');
      }
    } else {
      $data .= $line;
    }
  }

  rewind($fp);
  fwrite($fp, $data);
  ftruncate($fp, ftell($fp));

  fclose($fp);
} else {
  exit('Error');
}

exit('Complete');

logs/count.log の内容は以下のとおり。

1	10
2	20
3	30
4	40
5	50

これで上のPHPプログラムにアクセスすると、2の行が1カウントアップされる。何度もリロードすると、その回数だけカウントアップされる。

> ab -n 30 -c 30 http://localhost/~test/ab/count.php

30人の同時アクセスを発生させてみると、正しくカウントできないのが確認できる。

<?php

/*
 * No.2をカウントアップ（最大値100）
 */

if ($fp = fopen('logs/count.log', 'r+')) {
  flock($fp, LOCK_EX);  //ファイルロック

  $data = '';
  while ($line = fgets($fp)) {
    list($id, $count) = explode("\t", rtrim($line));

    if ($id == 2) {
      if ($count < 100) {
        $data .= "$id\t" . ++$count . "\n";
      } else {
        exit('Limit');
      }
    } else {
      $data .= $line;
    }
  }

  rewind($fp);
  fwrite($fp, $data);
  ftruncate($fp, ftell($fp));

  fclose($fp);
} else {
  exit('Error');
}

exit('Complete');

ファイルロックを行えば、正しくカウントされるようになる。

データベースを使った例

<?php

/*
 * No.2をカウントアップ（最大値100）
 */

try {
  $pdo = new PDO('mysql:dbname=test;host=localhost', 'root', '1234', array(PDO::ATTR_ERRMODE => PDO::ERRMODE_EXCEPTION));
  $pdo->query('SET NAMES utf8');

  $stmt = $pdo->prepare('SELECT count FROM count_test WHERE id = :id');
  $stmt->bindValue(':id', 2, PDO::PARAM_INT);
  $stmt->execute();

  $data = $stmt->fetch(PDO::FETCH_ASSOC);

  if ($data['count'] < 100) {
    $stmt = $pdo->prepare('UPDATE count_test SET count = count + 1 WHERE id = :id');
    $stmt->bindValue(':id', 2, PDO::PARAM_INT);
    $stmt->execute();
  }
} catch (PDOException $e) {
  exit($e->getMessage());
}

exit('Complete');

count_test の定義は以下のとおり。

CREATE TABLE count_test(
  id    INT UNSIGNED NOT NULL,
  count INT UNSIGNED,
  PRIMARY KEY(id)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

これで上のPHPプログラムにアクセスすると、2の行が1カウントアップされる。何度もリロードすると、その回数だけカウントアップされる。

ab -n 200 -c 200 http://localhost/~test/ab/count.php

200人の同時アクセスを発生させてみると、正しくカウントできないのが確認できる。

<?php

/*
 * No.2をカウントアップ（最大値100）
 */

try {
  $pdo = new PDO('mysql:dbname=test;host=localhost', 'root', '1234', array(PDO::ATTR_ERRMODE => PDO::ERRMODE_EXCEPTION));
  $pdo->query('SET NAMES utf8');

  $pdo->beginTransaction();  //トランザクション開始

  $stmt = $pdo->prepare('SELECT count FROM count_test WHERE id = :id FOR UPDATE');  //行ロック
  $stmt->bindValue(':id', 2, PDO::PARAM_INT);
  $stmt->execute();

  $data = $stmt->fetch(PDO::FETCH_ASSOC);

  if ($data['count'] < 100) {
    $stmt = $pdo->prepare('UPDATE count_test SET count = count + 1 WHERE id = :id');
    $stmt->bindValue(':id', 2, PDO::PARAM_INT);
    $stmt->execute();
  }

  $pdo->commit();  //コミット
} catch (PDOException $e) {
  $pdo->rollBack();  //ロールバック

  exit($e->getMessage());
}

exit('Complete');

トランザクションと行ロックを行えば、正しくカウントされるようになる。