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[23807] 2015-04-18_高并发Web服务的演变——节约系统内存和CPU

文档创建者：s7ckTeam
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最后更新：2025-01-18
2015-04-18_高并发Web服务的演变——节约系统内存和CPU 高 并 发 W e b 服 务 的 演 变 — — 节 约 系 统 内 存 和 C P U L i n u x 中 国   2 0 1 5 - 0 4 - 1 8 一 、 越 来 越 多 的 并 发 连 接 数 现 在 的 W e b 系 统 面 对 的 并 发 连 接 数 在 近 几 年 呈 现 指 数 增 长 ， 高 并 发 成 为 了 一 种 常 态 ， 给 W e b 系 统 带 来 不 小 的 挑 战 。 以 最 简 单 粗 暴 的 方 式 解 决 ， 就 是 增 加 W e b 系 统 的 机 器 和 升 级 硬 件 配 置 。 虽 然 现 在 的 硬 件 越 来 越 便 宜 ， 但 是 一 味 地 通 过 增 加 机 器 来 解 决 并 发 量 的 增 长 ， 成 本 是 非 常 高 昂 的 。 结 合 技 术 优 化 方 案 ， 才 是 更 有 效 的 解 决 方 法 。 并 发 连 接 数 为 什 么 呈 指 数 增 长 ？ 实 际 上 ， 从 这 几 年 的 用 户 基 数 上 看 ， 这 个 数 量 并 没 有 出 现 指 数 增 长 ， 因 此 它 并 非 主 要 原 因 。 主 要 原 因 ， 还 是 w e b 变 得 更 复 杂 ， 交 互 更 丰 富 所 导 致 的 。 1 .   页 面 元 素 增 多 ， 交 互 复 杂 页 面 元 素 增 多 ， 交 互 复 杂 W e b 页 面 元 素 越 来 越 多 ， 更 为 丰 富 。 更 多 的 资 源 元 素 ， 意 味 着 更 多 的 下 载 请 求 。 W e b 系 统 的 交 互 越 来 越 复 杂 ， 交 互 场 景 和 次 数 也 大 幅 增 加 。 以 “ w w w . q q . c o m ” 的 首 页 为 例 子 ， 刷 新 一 次 ， 大 概 会 有 2 4 4 个 请 求 。 并 且 ， 在 页 面 打 开 完 成 之 后 ， 还 会 有 一 些 定 时 的 查 询 或 者 上 报 请 求 持 续 运 作 。 目 前 的 H t t p 请 求 ， 为 了 减 少 反 复 的 创 建 和 销 毁 连 接 行 为 ， 通 常 都 建 立 长 连 接 （ C o n n e c t i o n   k e e p - a l i v e ） 。 一 经 建 立 ， 这 个 连 接 会 被 保 持 住 一 段 时 间 ， 被 后 续 请 求 复 用 。 然 而 ， 它 也 带 来 了 另 一 个 新 的 问 题 ， 连 接 的 保 持 是 会 占 用 W e b 系 统 服 务 端 资 源 的 ， 如 果 不 充 分 使 用 这 个 连 接 ， 会 导 致 资 源 浪 费 。 长 连 接 被 创 建 后 ， 首 批 资 源 传 输 完 毕 ， 之 后 几 乎 没 有 数 据 交 互 ， 一 直 到 超 时 时 间 ， 才 会 自 动 释 放 长 连 接 占 据 的 系 统 资 源 。
除 此 之 外 ， 还 有 一 些 W e b 需 求 本 身 就 需 要 长 期 保 持 连 接 的 ， 例 如 W e b   s o c k e t 。 2 .   主 流 的 本 浏 览 器 的 连 接 数 在 增 加 主 流 的 本 浏 览 器 的 连 接 数 在 增 加 面 对 越 来 越 丰 富 的 W e b 资 源 ， 主 流 浏 览 器 并 发 连 接 数 也 在 增 加 ， 同 一 个 域 下 ， 早 期 的 浏 览 器 一 般 只 有 1 - 2 个 下 载 连 接 ， 而 目 前 的 主 流 浏 览 器 通 常 在 2 - 6 个 。 增 加 浏 览 器 并 发 连 接 数 目 ， 在 需 要 下 载 资 源 比 较 多 的 场 景 下 ， 可 以 加 快 页 面 的 加 载 速 度 。 更 多 的 连 接 对 浏 览 器 加 载 页 面 元 素 是 有 好 处 的 ， 在 某 些 连 接 遭 遇 “ 网 络 阻 塞 ” 的 情 况 下 ， 其 他 正 常 的 下 载 连 接 可 以 继 续 工 作 。 这 样 自 然 无 形 增 加 了 W e b 系 统 后 端 的 压 力 ， 更 多 的 下 载 连 接 意 味 着 占 据 了 更 多 的 W e b 服 务 器 的 资 源 。 而 在 用 户 访 问 高 峰 期 ， 自 热 而 然 就 形 成 了 “ 高 并 发 ” 场 景 。 这 些 连 接 和 请 求 ， 占 据 了 服 务 器 的 大 量 C P U 和 内 存 等 资 源 。 尤 其 在 资 源 数 目 超 过 1 0 0 + 的 网 站 页 面 中 ， 使 用 更 多 的 下 载 连 接 ， 非 常 有 必 要 。 二 、 W e b 前 端 优 化 ， 降 低 服 务 端 压 力 在 缓 解 “ 高 并 发 ” 的 压 力 ， 需 要 前 端 和 后 端 的 共 同 配 合 优 化 ， 才 能 达 到 最 大 效 果 。 在 用 户 第 一 线 的 W e b 前 端 ， 可 以 起 到 减 少 或 者 减 轻 H t t p 请 求 的 效 果 。 1 .   减 少 减 少 W e b 请 求 请 求 常 用 的 实 现 方 法 是 通 过 H t t p 协 议 头 中 的 e x p i r e 或 m a x - a g e 来 控 制 ， 将 静 态 内 容 放 入 浏 览 器 的 本 地 缓 存 ， 在 之 后 的 一 段 时 间 里 ， 不 再 请 求 W e b 服 务 器 ， 直 接 使 用 本 地 资 源 。 还 有 H T M L 5 中 的 本 地 存 储 技 术 （ L o c a l S t o r a g e ） ， 也 被 作 为 一 个 强 大 的 数 据 本 地 缓 存 。
这 种 方 案 缓 存 后 ， 根 本 不 发 送 请 求 到 W e b 服 务 器 ， 大 幅 降 低 服 务 器 压 力 ， 也 带 来 了 良 好 的 用 户 体 验 。 但 是 ， 这 种 方 案 ， 对 首 次 访 问 的 用 户 无 效 ， 同 时 ， 也 影 响 部 分 W e b 资 源 的 实 时 性 。 2 .   减 轻 减 轻 W e b 请 求 请 求 浏 览 器 的 本 地 缓 存 是 存 在 过 期 时 间 的 ， 一 旦 过 期 ， 就 必 须 重 新 向 服 务 器 请 求 。 这 个 时 候 ， 会 有 两 种 情 形 ： （ 1 ） 服 务 器 的 资 源 内 容 没 有 更 新 ， 浏 览 器 请 求 W e b 资 源 ， 服 务 器 回 复 “ 可 以 继 续 使 用 本 地 缓 存 ” 。 （ 发 生 通 信 ， 但 是 W e b 服 务 器 只 需 要 做 简 单 “ 回 复 ” ） （ 2 ） 服 务 器 的 文 件 或 者 内 容 已 经 更 新 ， 浏 览 器 请 求 W e b 资 源 ， W e b 服 务 器 通 过 网 络 传 输 新 的 资 源 内 容 。 （ 发 生 通 信 ， W e b 服 务 器 需 要 完 成 复 杂 的 传 输 工 作 ） 这 里 的 协 商 方 式 是 通 过 H t t p 协 议 的 L a s t - M o d i f i e d 或 E t a g 来 控 制 ， 这 个 时 候 请 求 服 务 器 ， 如 果 是 内 容 没 有 发 生 变 更 的 情 况 ， 服 务 器 会 返 回 3 0 4 N o t   M o d i f i e d 。 这 样 的 话 ， 就 不 需 要 每 次 请 求 W e b 服 务 器 都 做 复 杂 的 传 输 完 整 数 据 文 件 的 工 作 ， 只 要 简 单 的 h t t p 应 答 就 可 以 达 到 相 同 的 效 果 。 虽 然 上 述 请 求 ， 起 到 “ 减 轻 ” W e b 服 务 器 的 压 力 ， 但 是 连 接 仍 然 被 建 立 ， 请 求 也 发 生 了 。 3 .   合 并 页 面 请 求 合 并 页 面 请 求 如 果 是 比 较 老 一 些 的 W e b 开 发 者 ， 应 该 会 更 有 印 象 ， 在 a j a x 盛 行 之 前 。 页 面 大 部 分 都 是 直 接 输 出 的 ， 并 没 有 这 么 多 的 a j a x 请 求 ， W e b 后 端 将 页 面 内 容 完 全 拼 凑 好 了 ， 再 返 回 给 前 端 。 那 个 时 候 ， 页 面 静 态 化 ， 是 一 个 挺 广 泛 的 优 化 方 式 。 后 来 ， 被 交 互 更 友 好 的 a j a x 渐 渐 替 代 了 ， 一 个 页 面 的 请 求 也 变 得 越 来 越 多 。 由 于 移 动 端 的 网 络 （ 2 G / 3 G ） 比 起 P C 宽 带 差 很 多 ， 并 且 部 分 手 机 配 置 比 较 低 ， 面 对 一 个 超 过 1 0 0 个 请 求 的 网 页 ， 加 载 的 速 度 会 缓 慢 很 多 。 于 是 ， 优 化 的 方 向 又 重 新 回 到 合 并 页 面 元 素 ， 减 少 请 求 数 量 ： （ 1 ） 合 并 H T M L 展 示 内 容 。 将 C S S 和 J S 直 接 嵌 入 到 H T M L 页 面 内 ， 不 通 过 连 接 的 方 式 引 入 。 （ 2 ） A j a x 动 态 内 容 合 并 请 求 。 对 于 动 态 内 容 ， 将 1 0 次 A j a x 请 求 合 并 为 1 次 的 批 量 信 息 查 询 。 （ 3 ） 小 图 片 合 并 ， 通 过 C S S 的 偏 移 量 技 术 S p r i t e s ， 将 很 多 小 图 片 合 并 为 一 张 。 这 个 优 化 方 式 ， 在 P C 端 的 W e b 优 化 中 ， 也 非 常 常 见 。
原 文 ： h t t p : / / w w w . c s d n . n e t / a r t i c l e / 2 0 1 5 - 0 2 - 1 2 / 2 8 2 3 9 5 2 作 者 ：   徐 汉 彬 合 并 请 求 ， 减 少 了 传 输 数 据 的 次 数 ， 也 就 是 相 当 于 将 它 们 从 一 个 一 个 地 请 求 ， 变 为 一 次 的 “ 批 量 ” 请 求 。 上 述 优 化 方 法 ， 到 达 “ 减 轻 ” W e b 服 务 器 压 力 的 目 的 ， 减 少 了 需 要 建 立 的 连 接 。 阅 读 原 文
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