浅析网站性能优化技术

李宝林

（西华师范大学 四川 南充 637000）

随着互联网技术的飞速发展和用户对服务质量需求的提高，网站在性能方面的要求越来越高，如何较好的解决这一问题是本文的关键，文中从分析HTTP请求流入手，然后从前端和后端性能优化技术分别进行详细的分析和描述，并针对不同的情况给出了相应的建议。

1 HTTP请求流程分析

HTTP属于TCP/IP模型中的应用层协议，而两个应用程序（我们这里指的就是浏览器与服务器）之间要进行互相通信，首先得建立TCP连接，然后浏览器 才能向服务器发送请求信息，服务器在接受到请求信息后，返回相应的应答信息，浏览器接收到来自服务器的应答信息后，对这些数据进行解释执行。详情如图1所示。

根据Http请求过程可知，当用户或搜索引擎向一个网站服务器发出网页浏览请求时，该服务器首先将通过域名服务器（DNS）将域名转换为网站的 IP地址，然后返回给客户；紧接着打开一个该IP套接口连接，并记下通过该套接口的一个HTTP数据流；然后再从WEB服务器接收一个响应请求的HTTP数据流。该数据流包含状态码，状态码的值由HTTP协议所决定。这里所说的 “HTTP数据流”信息也叫“头信息（Header）”。头信息中包括了日期，服务器类型，通常还会有一条“200 OK”信息。如果一切良好，那么网络服务器就会将“200 OK”信息以及请求页面发送出去。如果网站在这时候已经建立了重定向，那么服务器就会在头信息中包含一个“302 Moved Temporarily”或“301 Moved Permanent”之类的响应信息。根据上述流程可知要做到网站的基本性能优化，必须从前端和后端两个方面优化才能解决问题。

图1 Http请求过程示意图Fig.1 The schematic diagram of HTTP request process

1.1 前端性能优化技术

1）前端负载均衡，通过DNS的负载均衡器可以把用户的访问均匀地分散在多个Web服务器上。这样可以减少Web服务器的请求负载。根据http的请求是短作业的特点。故可以采用简单的负载均衡器来完成这一功能。

2）减少前端链接数，目前浏览器都是并发请求，一般的网站，特别是访问量很大的网站，要求主页包含尽量少的HTTP链接，页面包含尽量少的HTTP请求。如何做到这一点，这就要求我们设计人员和程序编写人员在写程序是充分考虑到环节。另外就是走到减少网页大小，增加带宽。假设一个网站的首页需要下载的总文件大小约在500 kB左右，如果你访问过了，浏览器会帮你缓存很大一部分，再次访问就只需下载几十K的文件。而访问量也大，节约的带宽越多。

3）前端页面尽量静态化，尽量做到直接从内存中把文件读出来返回，这样可以减少昂贵的磁盘I/O。

4）优化查询很多人查询都是在查一样的，完全可以用反向代理合并这些并发的相同的查询。这样的技术主要用查询结果缓存来实现，第一次查询走数据库获得数据，并把 数据放到缓存，后面的查询统统直接访问高速缓存。为每个查询做Hash，使用NoSQL的技术可以完成这个优化。

5）缓存问题：缓存可以用来缓存动态页面，也可以用来缓存查询的数据。缓存通常有那么几个问题：1）缓存的更新。也叫缓存和数据库的同步。有这么几种方法，一是缓存time out，让缓存失效，重查，二是，由后端通知更新，一量后端发生变化，通知前端更新。前者实现起来比较简单，但实时性不高，后者实现起来比较复杂 ，但实时性高。2）把一些不活跃的数据换出内存，比如采取一些相应的FIFO、LRU、LFU换页算法进行换页。3）缓存的重建和持久化。缓存的持久化也严重的影响到网站的基本性能。

1.2 后端性能优化技术

网站性能优化仅仅靠前端优化是不够的，还需要后台做大量的工作，比如数据的冗余、镜像、分区和检索等技术的处理。

1）数据冗余，如何对数据库的数据冗余进行处理，尽量减少表之间的连接开销，但也要主要到数据之间的开销问题。比如部分场合采取NoSQL来处理数据。但这一切要根据不同的业务进行分析和处理。

2）数据镜像，几乎所有主流的数据库都支持镜像。数据库的镜像最大便利就是做负载均衡。把一台数据库的负载均分到多台上，保证了数据一致性。同时也保证了高可用性，当一台服务器出现故障时，还可以在另一条服务器上运行。然而如何保证数据镜像的数据一致性问题，必须采取一些相应的手段，比如在单条数据上对进行数据分区，如把某类数据均分到不同的服务器上，假设某类数据达10万条，我们可以设置10台服务器，每台服务器上均摊1万条，从而达到提高网站性能的效果。

3）数据分区，数据镜像对海量数据没有好的解决办法，而通常对于一个表中包含大量数据的情况下，采取数据分区的方式来进行处理。通常采取如下处理办法：①对数据实行逻辑分类。比如按照时间维度、空间维度等进行处理，目的是把一张表拆成多张字表，这样就可以达到分担负载的目的。②把数据按字段分，按照用途进行划分，把一张分成几张表。③还可以根据需要对大的数据表进行平准划分，或者负载均衡。不同的方法有不同的优缺点，具体情况具体对待。

4）后端系统负载均衡，对于访问量较大的数据，通常采用一个任务分配系统来监控各个服务器的负载情况。比如服务器什么时候忙、CPU使用率高、磁盘I/O及内存使用情况等因素都要进行综合考虑，然后把这些信息要发送到任务分配器上，由任务分配器挑选一台负载最小的服务器来处理。任务分配服务器上需要对任务队列，不能丢任务啊，所以还需要持久化。并且可以以批量的方式把任务分配给计算服务器。

5）异步、throttle和 批量处理：异步、throttle（节流阀） 和批量处理都需要对并发请求数做队列处理的。异步处理就是按照不同步的程序处理问题，异步处理与同步处理是对立的，而产生它们的是多线程或者多进程。异步处理的好处就是提高设备使用率；throttle技术是网络流量的一种保护机制，其目的是防止系统流量过大。批量处理技术，是把基本相同的请求批量处理。批量处理一般设置两个阀值，作业量和timeout，当满足其中一个条件时就会提交处理。

2 结束语

网站性能优化技术是一项细腻而又繁琐的工作，如何才能让网站达到最大的性能，必须从前端和后端两个方面着手，在每个细节上都尽量做到精简，优化。然HTTP请求流在技术处理上还有很多未注意到的细节，这就要求具体的操作人员在实际操作中进行相应优化。总之，从前端和后端两个方面入手，是对网站性能优化必须采取的重要策略。

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