网站架构之性能优化（转）

网站从构建之初的不多有人问津，用户数量较少，并发量较低，到以后的拥有千万上亿用户，数万量级的高并发，之间经历了怎样的过程，小型网站架构是怎样逐步演化的，本文简单探讨下这方面的内容，主要参考《大型网站架构设计》，这本书知识点总结的仍是比较全面的。

1. 初始阶段

网站开始是没有太多访问量的，只需一台服务器就绰绰有余了，应用程序，数据库，静态资源等所有都在一台服务器上，通常使用LAMP/LNMP（Linux+Apache/Nginx+MySQL+PHP/Python等）就能够实现本身的网站了，具体架构以下所示：

2. 应用服务与数据服务分离

随着网站业务的发展，用户访问量的增长，存储数据的增加，单台服务器逐渐不能知足需求，须要将应用服务与数据服务分离，具体以下图所示：

因为负责提供的服务不一样，每台服务器对硬件资源的需求是不一样的，具体以下所示：

不一样服务所需资源表

服务器类型	处理业务	所需资源
应用服务器	处理全部业务逻辑	更快、更多CPU
文件服务器	存储用户上传文件或服务自身所需文件资源	更大的磁盘空间
数据库服务器	作数据缓存以及进行数据检索	更大的内存以及更快的磁盘

 

 

 

 

 

 

3. 缓存

随着用户逐渐增多，数据库压力太大，致使访问延迟，影响用户体验，而网站性能优化最优先考虑的就是缓存；

网站访问特色所遵循的二八定律：80%的业务访问集中在20%的数据上；

 网站使用缓存又可分为应用服务器本地缓存和远程分布式缓存，远程分布式缓存通常可采用集群的方式部署，对服务器内存有比较高的要求，具体以下图所示：

4. 应用服务器集群部署

随着访问量进一步增大，单台应用服务器已逐渐不能应对愈来愈多的请求链接，单台服务器硬件资源再强，也会逐渐知足不了业务高峰时的负载压力；

网站解决高并发、海量数据问题最经常使用的手段仍是使用集群，作横向扩展，集群能够很好地知足伸缩性；

负载均衡服务器实现能够有比较多的方案，LVS，Nginx，F5等，能够和HA软件，如Heartbeat与Keepalived等一块儿使用；

经过应用服务器集群部署，使用负载均衡调度器，能够将用户的请求分发到多台应用服务器集群中的任一台机器上，并且根据用户访问量的多少，能够很容易增删服务器，是每台服务器负载都在可接受范围以内，具体以下图所示：

5. 数据库读写分离

对于缓存没命中和缓存过时的数据，仍须要从数据库中来读取，而且全部写操做也都须要访问数据库，数据库压力仍是会随着访问量增长而增大；

可采用主从热备的方案，实现读写分离，例如mysql的master-slave模式，当读操做量级更高时，还可采用一主多从的方式来实现；

应用程序中的数据访问模块须要保证数据库的读写分离对应用透明； 

具体以下图所示：

6. 使用CDN和反向代理加速网站

中国网络环境复杂，不一样地区用户访问相同网站，速度差异较大，而网站访问延时和用户流失率正相关；

主要加速网站访问速度，减轻后端服务器负载压力的方式就是使用CDN和反向代理；

CDN和反向代理的基本原理都是缓存：

CDN部署在网络提供商的机房，缓存网站的一些热点静态资源，用户在请求网站服务时，从距离本身最近的网络提供商机房获取数据，如视频、图片等；

反向代理部署在网站的中心机房，属于网站前端架构的一部分，当用户请求到达中心机房后，首先访问反向代理服务器，若是缓存着用户请求的资源（静态），就直接返回；

反向代理比较成熟的开源软件：Squid、Varnish，推荐使用Varnish，从稳定性、访问速度、并发链接数目比较来看，Varnish都更强大一点；

使用缓存的前提条件：
1. 数据访问热点不均衡，某些数据会被频繁访问；
2. 数据在某个时间段内有效，不会很快过时，不然可能形成缓存数据已经失效，产生脏读，影响结果正确性

具体以下图所示：

7. 分布式文件系统和分布式数据库系统

 随着业务量的增加，网站最经常使用的数据库拆分是按业务分库，将不一样业务的数据库部署在不一样的服务器上；

通常分布式数据库是网站数据库拆分的最后手段，只有在单表规模很是庞大的时候才使用；

具体以下图所示：

8. 使用NoSQL和搜索引擎

全文检索对于大型网站来讲已成为不可或缺的一部分，例如Lucene、Solr等；

对非格式化的数据使用NoSQL存储更为方便，NoSQL也更适合大数据计算，较为流行的NoSQL数据库有HBase、MongoDB、CouchDB、Redis、Cassandra等；

不一样NoSQL数据库使用的存储方式不一样，例如Redis，Memcache等采用的是Key/Value键值对存储，MongoDB，CouchDB等采用的是按文档存储，一条记录中全部数据都存储在文档中，HBase，Cassandra等采用的是列存储；

具体以下图所示：

9. 按业务拆分

网站在发展壮大以后，每每包含了多种复杂的业务场景，使用分而治之的手段将整个网站业务分红不一样的产品线，将网站拆分红多个不一样的应用，每一个应用独立部署维护，应用之间能够经过超连接、消息队列等关联起来，具体以下图所示：

10. 分布式服务

在上面业务拆分的基础上，将一些公共的业务抽取出来，独立部署，如给用户管理、商品管理等，这些可复用的业务链接数据库，提供公共服务，而应用系统只需管理用户界面；

具体以下图所示：

分布式主要仍是为了解决高并发问题，但也引入了一些其余问题：
1. 服务调用必须经过网络，可能会对性能形成较大影响；
2. 服务器越多，故障几率越大，一台服务器宕机可能会致使连锁反应（滚雪球效应），致使不少应用不可访问，网站可用性下降，设计时应尽可能避免；
3. 数据在分布式环境保持数据一致性也比较困难，分布式事务难以保证，这对网站业务正确性和业务流程可能形成影响；
4. 致使网站依赖错综复杂，开发管理维护困难；

简单总结

驱动网站技术发展的主要力量永远是网站业务的发展；
网站都是逐渐演化而来的，根据须要灵活应对才是最重要的；
技术是为了业务而服务的，永远不要为了技术而技术；

转自：http://www.cnblogs.com/pflee/p/4508232.htm