淺析網(wǎng)站性能優(yōu)化技術(shù)

李寶林

（西華師范大學 四川 南充 637000）

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展和用戶對服務(wù)質(zhì)量需求的提高，網(wǎng)站在性能方面的要求越來越高，如何較好的解決這一問題是本文的關(guān)鍵，文中從分析HTTP請求流入手，然后從前端和后端性能優(yōu)化技術(shù)分別進行詳細的分析和描述，并針對不同的情況給出了相應的建議。

1 HTTP請求流程分析

HTTP屬于TCP/IP模型中的應用層協(xié)議，而兩個應用程序（我們這里指的就是瀏覽器與服務(wù)器）之間要進行互相通信，首先得建立TCP連接，然后瀏覽器 才能向服務(wù)器發(fā)送請求信息，服務(wù)器在接受到請求信息后，返回相應的應答信息，瀏覽器接收到來自服務(wù)器的應答信息后，對這些數(shù)據(jù)進行解釋執(zhí)行。詳情如圖1所示。

根據(jù)Http請求過程可知，當用戶或搜索引擎向一個網(wǎng)站服務(wù)器發(fā)出網(wǎng)頁瀏覽請求時，該服務(wù)器首先將通過域名服務(wù)器（DNS）將域名轉(zhuǎn)換為網(wǎng)站的 IP地址，然后返回給客戶；緊接著打開一個該IP套接口連接，并記下通過該套接口的一個HTTP數(shù)據(jù)流；然后再從WEB服務(wù)器接收一個響應請求的HTTP數(shù)據(jù)流。該數(shù)據(jù)流包含狀態(tài)碼，狀態(tài)碼的值由HTTP協(xié)議所決定。這里所說的 “HTTP數(shù)據(jù)流”信息也叫“頭信息（Header）”。頭信息中包括了日期，服務(wù)器類型，通常還會有一條“200 OK”信息。如果一切良好，那么網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器就會將“200 OK”信息以及請求頁面發(fā)送出去。如果網(wǎng)站在這時候已經(jīng)建立了重定向，那么服務(wù)器就會在頭信息中包含一個“302 Moved Temporarily”或“301 Moved Permanent”之類的響應信息。根據(jù)上述流程可知要做到網(wǎng)站的基本性能優(yōu)化，必須從前端和后端兩個方面優(yōu)化才能解決問題。

圖1 Http請求過程示意圖Fig.1 The schematic diagram of HTTP request process

1.1 前端性能優(yōu)化技術(shù)

1）前端負載均衡，通過DNS的負載均衡器可以把用戶的訪問均勻地分散在多個Web服務(wù)器上。這樣可以減少Web服務(wù)器的請求負載。根據(jù)http的請求是短作業(yè)的特點。故可以采用簡單的負載均衡器來完成這一功能。

2）減少前端鏈接數(shù)，目前瀏覽器都是并發(fā)請求，一般的網(wǎng)站，特別是訪問量很大的網(wǎng)站，要求主頁包含盡量少的HTTP鏈接，頁面包含盡量少的HTTP請求。如何做到這一點，這就要求我們設(shè)計人員和程序編寫人員在寫程序是充分考慮到環(huán)節(jié)。另外就是走到減少網(wǎng)頁大小，增加帶寬。假設(shè)一個網(wǎng)站的首頁需要下載的總文件大小約在500 kB左右，如果你訪問過了，瀏覽器會幫你緩存很大一部分，再次訪問就只需下載幾十K的文件。而訪問量也大，節(jié)約的帶寬越多。

3）前端頁面盡量靜態(tài)化，盡量做到直接從內(nèi)存中把文件讀出來返回，這樣可以減少昂貴的磁盤I/O。

4）優(yōu)化查詢很多人查詢都是在查一樣的，完全可以用反向代理合并這些并發(fā)的相同的查詢。這樣的技術(shù)主要用查詢結(jié)果緩存來實現(xiàn)，第一次查詢走數(shù)據(jù)庫獲得數(shù)據(jù)，并把 數(shù)據(jù)放到緩存，后面的查詢統(tǒng)統(tǒng)直接訪問高速緩存。為每個查詢做Hash，使用NoSQL的技術(shù)可以完成這個優(yōu)化。

5）緩存問題：緩存可以用來緩存動態(tài)頁面，也可以用來緩存查詢的數(shù)據(jù)。緩存通常有那么幾個問題：1）緩存的更新。也叫緩存和數(shù)據(jù)庫的同步。有這么幾種方法，一是緩存time out，讓緩存失效，重查，二是，由后端通知更新，一量后端發(fā)生變化，通知前端更新。前者實現(xiàn)起來比較簡單，但實時性不高，后者實現(xiàn)起來比較復雜 ，但實時性高。2）把一些不活躍的數(shù)據(jù)換出內(nèi)存，比如采取一些相應的FIFO、LRU、LFU換頁算法進行換頁。3）緩存的重建和持久化。緩存的持久化也嚴重的影響到網(wǎng)站的基本性能。

1.2 后端性能優(yōu)化技術(shù)

網(wǎng)站性能優(yōu)化僅僅靠前端優(yōu)化是不夠的，還需要后臺做大量的工作，比如數(shù)據(jù)的冗余、鏡像、分區(qū)和檢索等技術(shù)的處理。

1）數(shù)據(jù)冗余，如何對數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)冗余進行處理，盡量減少表之間的連接開銷，但也要主要到數(shù)據(jù)之間的開銷問題。比如部分場合采取NoSQL來處理數(shù)據(jù)。但這一切要根據(jù)不同的業(yè)務(wù)進行分析和處理。

2）數(shù)據(jù)鏡像，幾乎所有主流的數(shù)據(jù)庫都支持鏡像。數(shù)據(jù)庫的鏡像最大便利就是做負載均衡。把一臺數(shù)據(jù)庫的負載均分到多臺上，保證了數(shù)據(jù)一致性。同時也保證了高可用性，當一臺服務(wù)器出現(xiàn)故障時，還可以在另一條服務(wù)器上運行。然而如何保證數(shù)據(jù)鏡像的數(shù)據(jù)一致性問題，必須采取一些相應的手段，比如在單條數(shù)據(jù)上對進行數(shù)據(jù)分區(qū)，如把某類數(shù)據(jù)均分到不同的服務(wù)器上，假設(shè)某類數(shù)據(jù)達10萬條，我們可以設(shè)置10臺服務(wù)器，每臺服務(wù)器上均攤1萬條，從而達到提高網(wǎng)站性能的效果。

3）數(shù)據(jù)分區(qū)，數(shù)據(jù)鏡像對海量數(shù)據(jù)沒有好的解決辦法，而通常對于一個表中包含大量數(shù)據(jù)的情況下，采取數(shù)據(jù)分區(qū)的方式來進行處理。通常采取如下處理辦法：①對數(shù)據(jù)實行邏輯分類。比如按照時間維度、空間維度等進行處理，目的是把一張表拆成多張字表，這樣就可以達到分擔負載的目的。②把數(shù)據(jù)按字段分，按照用途進行劃分，把一張分成幾張表。③還可以根據(jù)需要對大的數(shù)據(jù)表進行平準劃分，或者負載均衡。不同的方法有不同的優(yōu)缺點，具體情況具體對待。

4）后端系統(tǒng)負載均衡，對于訪問量較大的數(shù)據(jù)，通常采用一個任務(wù)分配系統(tǒng)來監(jiān)控各個服務(wù)器的負載情況。比如服務(wù)器什么時候忙、CPU使用率高、磁盤I/O及內(nèi)存使用情況等因素都要進行綜合考慮，然后把這些信息要發(fā)送到任務(wù)分配器上，由任務(wù)分配器挑選一臺負載最小的服務(wù)器來處理。任務(wù)分配服務(wù)器上需要對任務(wù)隊列，不能丟任務(wù)啊，所以還需要持久化。并且可以以批量的方式把任務(wù)分配給計算服務(wù)器。

5）異步、throttle和 批量處理：異步、throttle（節(jié)流閥） 和批量處理都需要對并發(fā)請求數(shù)做隊列處理的。異步處理就是按照不同步的程序處理問題，異步處理與同步處理是對立的，而產(chǎn)生它們的是多線程或者多進程。異步處理的好處就是提高設(shè)備使用率；throttle技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)流量的一種保護機制，其目的是防止系統(tǒng)流量過大。批量處理技術(shù)，是把基本相同的請求批量處理。批量處理一般設(shè)置兩個閥值，作業(yè)量和timeout，當滿足其中一個條件時就會提交處理。

2 結(jié)束語

網(wǎng)站性能優(yōu)化技術(shù)是一項細膩而又繁瑣的工作，如何才能讓網(wǎng)站達到最大的性能，必須從前端和后端兩個方面著手，在每個細節(jié)上都盡量做到精簡，優(yōu)化。然HTTP請求流在技術(shù)處理上還有很多未注意到的細節(jié)，這就要求具體的操作人員在實際操作中進行相應優(yōu)化。總之，從前端和后端兩個方面入手，是對網(wǎng)站性能優(yōu)化必須采取的重要策略。

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