网站高性能架构

港控/mmm° 2022-10-26 11:29 132阅读 0赞

根据网站分层架构，网站的性能优化，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3大类。

## 一、WEB前端性能优化 ##

**1、浏览器**  
1）减少http请求  
主要方法为合并css、js、图片。  
2）浏览器缓存  
3）启用压缩  
4）CSS在页首、JS尽量放页尾  
5）减少cookie  
不在cookie中放置大的数据

**2、CDN**

**3、反向代理**  
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**4、代码优化**  
页面减肥，去掉一些无谓的代码

## 二、应用服务器性能优化 ##

**1、缓存**  
无论是网站本身提供本地缓存，还是使用分布式缓存，如redis、memcached、JBoss Cache 等，只要应用合理得当，都可以为性能带来积极的改善。

**2、异步操作**  
使用消息队列。不使用消息队列的情况下，用户的请求数据直接写入数据库，在高并发的情况下，会对数据库造成巨大的压力，也使得响应延迟加剧。在使用消息队列后，用户请求的数据发送给消息队列后立即返回，数据由消息消费者进程异步写入数据库。消息队列的处理速度远快于数据库，可以有效改善用户响应延迟问题。

同时消息队列具有很好的削峰作用。将并发变成了排队。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xlZnRmaXN0_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]  
**3、集群**  
负载均衡。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xlZnRmaXN0_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]

相关文章：[集群集群][Link 1]

**4、代码优化**  
1）多线程  
2）资源复用  
从编程角度，资源复用主要有两种模式：单例（singleton）和对象池(object pool)  
3）数据结构  
4）垃圾回收  
理解垃圾回收机制，优化代码和参数调优

## 三、存储服务器性能优化 ##

**1、机械硬盘 vs 固态硬盘**

**2、B+树 vs LSM树**  
传统机械磁盘特点是顺序读写快速，随机读写较慢；而磁盘访问是随机的，并且每次数据访问都要经过多次磁盘访问，所以性能较差。

为了改善数据访问特性，文件系统或数据库系统通常会对数据排序后存储。传统关系型数据库的做法是采用B+树。

B+树是一种专门针对磁盘存储而优化的N叉排序树，以树节点为单位存储在磁盘中，从根节点开始查找，加载数据到内存中，一直找到所需数据为止。B+树可能需要5次磁盘访问才能更新一条记录，次数还是有点多。

许多NoSql产品采用LSM树作为主要数据结构。数据更新、操作主要在内存中进行，速度远快于B+树。

无论是B+树还是LSM，RDBMS或NoSql都可以用，并非谁谁所独有。

**3、RAID vs HDFS**  
**1）RAID**  
有好多种款式。简单来说，就是多个硬盘当成一个来使用，或提高可用性，或提高速度。提高速度的原理，是在于数据可以分散到多块硬盘，并且多块硬盘可以并行工作。

详见：  
[存储系统][Link 2]

**2）HDFS**  
HDFS，一种分布式文件系统，在整个存储集群的多台服务器上进行数据并发读写和备份，可以看作在服务器集群规模上实现了类似RAID的功能，因此不要再做磁盘RAID。

详见：  
[分布式文件系统GFS、HDFS的比较][GFS_HDFS]

## 四、性能测试指标 ##

**1、响应时间**  
执行一个操作需要的时间，从发出请求到最后响应所需要的时间。

**2、并发数**  
系统能够同时处理的请求的数目。对于网站而言，并发数就是网站并发用户数，即同时提交请求的用户数目。

网站用户数 >> 用户在线数 >> 网站并发用户数

**3、吞吐量**  
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。

**4、性能计数器**  
描述服务器或操作性能的一些数据指标。如：

System Load  
对象与线程数  
内存使用  
CPU使用  
磁盘与网路IO 等

## 五、性能测试方法 ##

性能测试是一个总称，可细分为性能测试、负载测试、压力测试、稳定性测试。

**1、性能测试**  
以系统设计的性能指标为预期目标，对系统不断施加压力，验证系统在资源可接受范围内，是否能达到性能预期。

**2、负载测试**  
对系统不断地增加并发请求以增加系统压力，直到系统的某项或多项指标达到安全临界值。如某种资源已经饱和，继续加大压力，系统处理能力不升反降。

**3、压力测试**  
超过安全负载的情况下，对系统继续施加压力，直到系统崩溃或不能再处理任何请求，以此获得系统最大压力承受能力。

**4、稳定性测试**  
被测试系统在特定硬件、软件、网络环境条件下，给系统加载一定业务压力，使系统运行一段较长时间，以此检测系统是否稳定。稳定性测试应该模拟生产环境，不均匀地对系统施加压力。

性能测试是一个不断对系统增加访问压力，以获得系统性能指标、最大负载能力、最大压力承受能力的过程。  
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[Link 1]: https://blog.csdn.net/leftfist/article/details/110206848
[Link 2]: https://blog.csdn.net/leftfist/article/details/111625111
[GFS_HDFS]: https://leftfist.blog.csdn.net/article/details/104168141
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