大并發(fā)處理解決方案
一個(gè)小型的網(wǎng)站，比如個(gè)人網(wǎng)站，可以使用最簡(jiǎn)單的html靜態(tài)頁(yè)面就實(shí)現(xiàn)了，配合一些圖片達(dá)到美化效果，所有的頁(yè)面均存放在一個(gè)目錄下，這樣的網(wǎng)站對(duì)系統(tǒng)架構(gòu)、性能的要求都很簡(jiǎn)單，隨著互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的不斷豐富，網(wǎng)站相關(guān)的技術(shù)經(jīng)過這些年的發(fā)展，已經(jīng)細(xì)分到很細(xì)的方方面面，尤其對(duì)于大型網(wǎng)站來說，所采用的技術(shù)更是涉及面非常廣，從硬件到軟件、編程語言、數(shù)據(jù)庫(kù)、WebServer、防火墻等各個(gè)領(lǐng)域都有了很高的要求，已經(jīng)不是原來簡(jiǎn)單的html靜態(tài)網(wǎng)站所能比擬的。
大型網(wǎng)站，比如門戶網(wǎng)站。在面對(duì)大量用戶訪問、高并發(fā)請(qǐng)求方面，基本的解決方案集中在這樣幾個(gè)環(huán)節(jié)：使用高性能的服務(wù)器、高性能的數(shù)據(jù)庫(kù)、高效率的編程語言、還有高性能的Web容器。但是除了這幾個(gè)方面，還沒法根本解決大型網(wǎng)站面臨的高負(fù)載和高并發(fā)問題。
上面提供的幾個(gè)解決思路在一定程度上也意味著更大的投入，并且這樣的解決思路具備瓶頸，沒有很好的擴(kuò)展性，下面我從低成本、高性能和高擴(kuò)張性的角度來說說我的一些經(jīng)驗(yàn)。
1、HTML靜態(tài)化
其實(shí)大家都知道，效率最高、消耗最小的就是純靜態(tài)化的html頁(yè)面，所以我們盡可能使我們的網(wǎng)站上的頁(yè)面采用靜態(tài)頁(yè)面來實(shí)現(xiàn)，這個(gè)最簡(jiǎn)單的方法其實(shí)也是最有效的方法。但是對(duì)于大量?jī)?nèi)容并且頻繁更新的網(wǎng)站，我們無法全部手動(dòng)去挨個(gè)實(shí)現(xiàn)，于是出現(xiàn)了我們常見的信息發(fā)布系統(tǒng)CMS，像我們常訪問的各個(gè)門戶站點(diǎn)的新聞?lì)l道，甚至他們的其他頻道，都是通過信息發(fā)布系統(tǒng)來管理和實(shí)現(xiàn)的，信息發(fā)布系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)最簡(jiǎn)單的信息錄入自動(dòng)生成靜態(tài)頁(yè)面，還能具備頻道管理、權(quán)限管理、自動(dòng)抓取等功能，對(duì)于一個(gè)大型網(wǎng)站來說，擁有一套高效、可管理的CMS是必不可少的。
除了門戶和信息發(fā)布類型的網(wǎng)站，對(duì)于交互性要求很高的社區(qū)類型網(wǎng)站來說，盡可能的靜態(tài)化也是提高性能的必要手段，將社區(qū)內(nèi)的帖子、文章進(jìn)行實(shí)時(shí)的靜態(tài)化，有更新的時(shí)候再重新靜態(tài)化也是大量使用的策略，像Mop的大雜燴就是使用了這樣的策略，網(wǎng)易社區(qū)等也是如此。
同時(shí)，html靜態(tài)化也是某些緩存策略使用的手段，對(duì)于系統(tǒng)中頻繁使用數(shù)據(jù)庫(kù)查詢但是內(nèi)容更新很小的應(yīng)用，可以考慮使用html靜態(tài)化來實(shí)現(xiàn)，比如論壇中論壇的公用設(shè)置信息，這些信息目前的主流論壇都可以進(jìn)行后臺(tái)管理并且存儲(chǔ)再數(shù)據(jù)庫(kù)中，這些信息其實(shí)大量被前臺(tái)程序調(diào)用，但是更新頻率很小，可以考慮將這部分內(nèi)容進(jìn)行后臺(tái)更新的時(shí)候進(jìn)行靜態(tài)化，這樣避免了大量的數(shù)據(jù)庫(kù)訪問請(qǐng)求。
2、圖片服務(wù)器分離
大家知道，對(duì)于Web服務(wù)器來說，不管是Apache、IIS還是其他容器，圖片是最消耗資源的，于是我們有必要將圖片與頁(yè)面進(jìn)行分離，這是基本上大型網(wǎng)站都會(huì)采用的策略，他們都有獨(dú)立的圖片服務(wù)器，甚至很多臺(tái)圖片服務(wù)器。這樣的架構(gòu)可以降低提供頁(yè)面訪問請(qǐng)求的服務(wù)器系統(tǒng)壓力，并且可以保證系統(tǒng)不會(huì)因?yàn)閳D片問題而崩潰，在應(yīng)用服務(wù)器和圖片服務(wù)器上，可以進(jìn)行不同的配置優(yōu)化，比如apache在配置ContentType的時(shí)候可以盡量少支持，盡可能少的LoadModule，保證更高的系統(tǒng)消耗和執(zhí)行效率。
3、數(shù)據(jù)庫(kù)集群和庫(kù)表散列
大型網(wǎng)站都有復(fù)雜的應(yīng)用，這些應(yīng)用必須使用數(shù)據(jù)庫(kù)，那么在面對(duì)大量訪問的時(shí)候，數(shù)據(jù)庫(kù)的瓶頸很快就能顯現(xiàn)出來，這時(shí)一臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)將很快無法滿足應(yīng)用，于是我們需要使用數(shù)據(jù)庫(kù)集群或者庫(kù)表散列。
在數(shù)據(jù)庫(kù)集群方面，很多數(shù)據(jù)庫(kù)都有自己的解決方案，Oracle、Sybase等都有很好的方案，常用的MySQL提供的Master/Slave也是類似的方案，您使用了什么樣的DB，就參考相應(yīng)的解決方案來實(shí)施即可。
上面提到的數(shù)據(jù)庫(kù)集群由于在架構(gòu)、成本、擴(kuò)張性方面都會(huì)受到所采用DB類型的限制，于是我們需要從應(yīng)用程序的角度來考慮改善系統(tǒng)架構(gòu)，庫(kù)表散列是常用并且最有效的解決方案。我們?cè)趹?yīng)用程序中安裝業(yè)務(wù)和應(yīng)用或者功能模塊將數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行分離，不同的模塊對(duì)應(yīng)不同的數(shù)據(jù)庫(kù)或者表，再按照一定的策略對(duì)某個(gè)頁(yè)面或者功能進(jìn)行更小的數(shù)據(jù)庫(kù)散列，比如用戶表，按照用戶ID進(jìn)行表散列，這樣就能夠低成本的提升系統(tǒng)的性能并且有很好的擴(kuò)展性。sohu的論壇就是采用了這樣的架構(gòu)，將論壇的用戶、設(shè)置、帖子等信息進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)分離，然后對(duì)帖子、用戶按照板塊和ID進(jìn)行散列數(shù)據(jù)庫(kù)和表，最終可以在配置文件中進(jìn)行簡(jiǎn)單的配置便能讓系統(tǒng)隨時(shí)增加一臺(tái)低成本的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)來補(bǔ)充系統(tǒng)性能。
4、緩存
緩存一詞搞技術(shù)的都接觸過，很多地方用到緩存。網(wǎng)站架構(gòu)和網(wǎng)站開發(fā)中的緩存也是非常重要。這里先講述最基本的兩種緩存。高級(jí)和分布式的緩存在后面講述。
架構(gòu)方面的緩存，對(duì)Apache比較熟悉的人都能知道Apache提供了自己的緩存模塊，也可以使用外加的Squid模塊進(jìn)行緩存，這兩種方式均可以有效的提高Apache的訪問響應(yīng)能力。
網(wǎng)站程序開發(fā)方面的緩存，Linux上提供的Memory Cache是常用的緩存接口，可以在web開發(fā)中使用，比如用Java開發(fā)的時(shí)候就可以調(diào)用MemoryCache對(duì)一些數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存和通訊共享，一些大型社區(qū)使用了這樣的架構(gòu)。另外，在使用web語言開發(fā)的時(shí)候，各種語言基本都有自己的緩存模塊和方法，PHP有Pear的Cache模塊，Java就更多了，.net不是很熟悉，相信也肯定有。
5、鏡像
鏡像是大型網(wǎng)站常采用的提高性能和數(shù)據(jù)安全性的方式，鏡像的技術(shù)可以解決不同網(wǎng)絡(luò)接入商和地域帶來的用戶訪問速度差異，比如ChinaNet和EduNet之間的差異就促使了很多網(wǎng)站在教育網(wǎng)內(nèi)搭建鏡像站點(diǎn)，數(shù)據(jù)進(jìn)行定時(shí)更新或者實(shí)時(shí)更新。在鏡像的細(xì)節(jié)技術(shù)方面，這里不闡述太深，有很多專業(yè)的現(xiàn)成的解決架構(gòu)和產(chǎn)品可選。也有廉價(jià)的通過軟件實(shí)現(xiàn)的思路，比如Linux上的rsync等工具。
6、負(fù)載均衡
負(fù)載均衡將是大型網(wǎng)站解決高負(fù)荷訪問和大量并發(fā)請(qǐng)求采用的終極解決辦法。
負(fù)載均衡技術(shù)發(fā)展了多年，有很多專業(yè)的服務(wù)提供商和產(chǎn)品可以選擇，我個(gè)人接觸過一些解決方法，其中有兩個(gè)架構(gòu)可以給大家做參考。
1）硬件四層交換
第四層交換使用第三層和第四層信息包的報(bào)頭信息，根據(jù)應(yīng)用區(qū)間識(shí)別業(yè)務(wù)流，將整個(gè)區(qū)間段的業(yè)務(wù)流分配到合適的應(yīng)用服務(wù)器進(jìn)行處理。 第四層交換功能就象是虛IP，指向物理服務(wù)器。它傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)服從的協(xié)議多種多樣，有HTTP、FTP、NFS、Telnet或其他協(xié)議。這些業(yè)務(wù)在物理服務(wù)器基礎(chǔ)上，需要復(fù)雜的載量平衡算法。在IP世界，業(yè)務(wù)類型由終端TCP或UDP端口地址來決定，在第四層交換中的應(yīng)用區(qū)間則由源端和終端IP地址、TCP和UDP端口共同決定。
在硬件四層交換產(chǎn)品領(lǐng)域，有一些知名的產(chǎn)品可以選擇，比如Alteon、F5等，這些產(chǎn)品很昂貴，但是物有所值，能夠提供非常優(yōu)秀的性能和很靈活的管理能力。Yahoo中國(guó)當(dāng)初接近2000臺(tái)服務(wù)器使用了三四臺(tái)Alteon就搞定了。
2）軟件四層交換
大家知道了硬件四層交換機(jī)的原理后，基于OSI模型來實(shí)現(xiàn)的軟件四層交換也就應(yīng)運(yùn)而生，這樣的解決方案實(shí)現(xiàn)的原理一致，不過性能稍差。但是滿足一定量的壓力還是游刃有余的，有人說軟件實(shí)現(xiàn)方式其實(shí)更靈活，處理能力完全看你配置的熟悉能力。
軟件四層交換我們可以使用Linux上常用的LVS來解決，LVS就是Linux Virtual Server，他提供了基于心跳線heartbeat的實(shí)時(shí)災(zāi)難應(yīng)對(duì)解決方案，提高系統(tǒng)的魯棒性，同時(shí)可供了靈活的虛擬VIP配置和管理功能，可以同時(shí)滿足多種應(yīng)用需求，這對(duì)于分布式的系統(tǒng)來說必不可少。
一個(gè)典型的使用負(fù)載均衡的策略就是，在軟件或者硬件四層交換的基礎(chǔ)上搭建squid集群，這種思路在很多大型網(wǎng)站包括搜索引擎上被采用，這樣的架構(gòu)低成本、高性能還有很強(qiáng)的擴(kuò)張性，隨時(shí)往架構(gòu)里面增減節(jié)點(diǎn)都非常容易。這樣的架構(gòu)我準(zhǔn)備空了專門詳細(xì)整理一下和大家探討。
