大型网站技术架构（四）网站的高性能架构

网站性能是客观的指标，可以具体体现到响应时间、吞吐量、并发数、性能计数器等技术指标。

1、性能测试指标

1.1 响应时间

      指应用执行一个操作需要的时间，指从发出请求到最后收到响应数据所需要的时间。如下列出了系统常用的操作响应时间表.

操作	响应时间
打开一个网站	几秒
数据库查询一条记录（有索引）	十几毫秒
机械磁盘一次寻址定位	4毫秒
从机械磁盘顺序读取1M数据	2毫秒
从SSD磁盘顺序读取1M数据	0.3毫秒
从远程分布式换成Redis读取一个数据	0.5毫秒
从内存读取1M数据	十几微妙
Java程序本地方法调用	几微妙
网络传输2Kb数据	1微妙

 实践中计算响应时间通常是通过平均时间计算的平均值。

1.2并发数

    指系统能够同时处理的请求的数目，这个数字也反映了系统的负载性能。对于网站而言，并发数指网站用户同时提交请求的用户数目。
    网站系统用户数>网站在线用户数>网站并发用户数

1.3吞吐量

指单位时间内系统处理的请求数量，体现系统的整体处理能力。对于网站，可用“请求数/秒”或“页面数/秒”或“访问人数/天”或“处理业务数/小时”等来衡量。
 TPS(每秒事物数)是吞吐量的一个常用量化指标。刺猬还有HPS（每秒HTTP请求数）、QPS(每秒查询数)。

1.4性能计数器

指操作系统的一些数据指标如System load(系统负载)，CPU使用率、内存使用率、磁盘等使用情况。
 

2、性能优化策略

根据网站分层架构，可分为Web前端性能优化、应用服务器性能优化、存储服务器性能优化。

2.1 Web前端优化

2.1.1 浏览器访问优化

• 减少HTTP请求数,主要可通过合并CSS，JavaScript、图片。
• 使用浏览器端缓存。在某些时候，静态资源文件编写需要及时应用到客户端浏览器，这种情况下，可通过改变文件名来实现。
• 启用页面压缩，文本文件的压缩效率可达80%以上。
• CSS放在页面最上面，JavaScript放在页面最下面
• 减少Cookie传输。可以考虑使用独立域名来发送Cookie等。

2.1.2 CDN加速

CDN的本质仍然是一个缓存，只是部署在离用户最近的服务器上，一般缓存的都是静态资源。

2.1.3 反向代理

除了能够保护网站安全的作用以及负载均衡的作用外，反向代理还能够提供缓存作用(动态资源)。

2.2 应用服务器性能优化

应用服务器就是处理网站业务的服务器，网站的业务代码都部署在这里，主要优化手段有缓存、集群、异步等。

2.2.1 分布式缓存

缓存主要用来存放哪些读写比很高、很少变化的数据。

 分布式缓存指缓存部署在多个服务器组成的集群中，以集群方式提供缓存服务，其具体架构有两种，一种是以JBoss Cache伪代码的需要更新同步的分布式缓存， 一种是以Memcached为代表的不互相通信的分布式缓存。

 Jboss Cache 的分布式缓存在集群中的所有服务器中保存相同的缓存数据，当某台服务器有缓存更新的时候，会通知集群中其他机器跟新缓存数据。优点是应用程序可以 从本地快速的获取缓存数据，但当集群规模较大的时候，缓存更新信息需要通过到集群所有机器，其代价可想而知。

 大型网站需要的缓存数据一般都很大，可能会有TB的内存占用，这时候就的使用Memcached，是一中互不通信的架构，每台存储的缓存数据可以不一样。

2.2.2 异步操作

为了改善网站的扩展性，可以使用消息队列将调用异步化。

 

2.2.3 使用集群

在网站高并发访问的情况下，使用负载均衡技术为一个应用构建一个由多台服务器组成的集群，将并发访问请求分发到多台服务器上处理。 

2.2.4 代码优化

代码优化主要涉及多线程、资源复用（对象池或单例）、数据结构和垃圾回收。

2.3 存储性能优化

可以考虑使用分布式存储、openfiler、磁盘阵列、HDFS（Hadoop）。