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2023-04-02
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一、提高服务器并发处理能力
我们总是希望一台服务器在单位时间内能处理的请求越多越好,这也成了web服务器的能力高低的关键所在。服务器之所以可以同时处理多个请求,在于操作系统通过多执行流体系设计,使得多个任务可以轮流使用系统资源,这些资源包括CPU、内存以及I/O等。这就需要选择一个合适的并发策略来合理利用这些资源,从而提高服务器的并发处理能力。这些并发策略更多的应用在apache、nginx、lighttpd等底层web server软件中。
二、Web组件分离
这里所说的web组件是指web服务器提供的所有基于URL访问的资源,包括动态内容,静态网页,图片,样式表,脚本,视频等等。这些资源在文件大小,文件数量,内容更新频率,预计并发用户数,是否需要脚本解释器等方面有着很大的差异,对不同特性资源采用能充分发挥其潜力的优化策略,能极大的提高web站点的性能。例如:将图片部署在独立的服务器上并为其分配独立的新域名,对静态网页使用epoll模型可以在大并发数情况下吞吐率保持稳定。
三、数据库性能优化和扩展。
Web服务器软件在数据库方面做的优化主要是减少访问数据库的次数,具体做法就是使用各种缓存方法。也可以从数据库本身入手提高其查询性能,这涉及到数据库性能优化方面的知识本文不作讨论。另外也可以通过主从复制,读写分离,使用反向代理,写操作分离等方式来扩展数据库规模,提升数据库服务能力。
四、Web负载均衡及相关技术
负载均衡是web站点规模水平扩展的一种手段,实现负载均衡的方法有好几种包括基于HTTP重定向的负载均衡,DNS负载均衡,反向代理负载均衡,四层负载均衡等等。
对这些负载均衡方法做简单的介绍:基于HTTP重定向的负载均衡利用了HTTP重定向的请求转移和自动跳转功能来实现负载均衡,我们熟悉的镜像下载就使用这种负载均衡。DNS负载均衡是指在一个DNS服务器中为同一个主机名配置多个IP地址,在应答DNS查询时返回不同的解析结果将客户端的访问引到不同的机器上,使得不同的客户端访问不同的服务器,从而达到负载均衡的目的。反向代理负载均衡也叫七层负载均衡,这是因为反向代理服务器工作在TCP七层结构的第七层(应用层),它通过检查流经的HTTP报头,根据报头内的信息来执行负载均衡任务。四层负载均衡是基于NAT技术的负载均衡,它将一个Internet上合法注册的IP地址映射为多个内部服务器的IP地址,对每次TCP连接请求动态使用其中一个内部IP地址,达到负载均衡的目的。此外,还有工作在数据链路层(第二层)的直接路由方式下的负载均衡,它通过修改数据包目标MAC地址来实现。以及,基于IP隧道的负载均衡,在这种方式下可以将实际服务器根据需要部署在不同的地域,并根据就近访问的原则来转移请求,CDN服务便是基于IP隧道技术来实现的。
Web负载均衡在扩展web服务器规模的同时也给web站点性能优化提供了一个更大更复杂也更灵活自由的平台,基于该平台性能优化的策略包括共享文件系统,内容分发与同步,分布式文件系统,分布式计算,分布式缓存等等。
五、web缓存技术
web缓存技术被认为是减轻服务器负载、降低网络拥塞、增强万维网可扩展性的有效途径,其基本思想是利用客户访问的时间局部性(Temporal Locality)原理,将客户访问过的内容在Cache中存放一个副本,当该内容下次被访问时,不必连接到驻留网站或重新计算生成,而是由Cache中保留的副本提供。Web缓存可以带来如下的好处:
(1) 减少网络流量,从而减轻网络拥塞;这是因为缓存避免了一部分HTTP请求。
(2) 降低客户访问延迟,其主要原因有:①已缓存的内容,客户可以缓存获取而不是从服务器获取或重新计算生成,从而减小了传输延迟缩短了响应时间;②没有被缓存的内容由于网络拥塞及服务器负载的减轻而可以较快地被客户获取;
(3) 由于客户的部分或者全部请求内容可以从通过缓存获取,从而减轻了远程服务器负载。
(4) 如果由于服务器故障或网络故障造成服务器无法响应客户请求,客户可以从缓存中获取缓存的内容副本,使得web站点服务的鲁棒性(Robustness)得到了加强。
可以看出web缓存能给web站点带可观的性能提升。其实在用户发出请求到一幅完整的网页呈现在用户面前这一过程中缓存无处不在,下面是web性能优化时常用的缓存技术,你会发现缓存被广泛应用在各个环节。
浏览器缓存:浏览器一般会在用户文件系统中创建一个目录,用于存放缓存文件,并给每个缓存文件打上必要的标记,比如过期时间等。这些标记主要用于浏览器和服务器之间的缓存协商。
Web服务器缓存:一个URL在一段较长时间内对应一个唯一的响应内容,比如静态内容或者更新不太频繁的动态内容,web服务器可将响应内容缓存起来,下次web服务器便可以在收到请求后立即拿出事先缓存好的响应内容并返回给浏览器。
代理服务器缓存:暴露在互联网中与后端的web服务器通过内部网络相连的前端服务器称为反向代理服务器,建立在反向代理服务器上的缓存称为反向代理缓存。暴露在互联网中与后端的web客户端通过内部网络相连的前端服务器称为正向代理服务器,建立在正向代理服务器上的缓存称为正向代理缓存。代理服务器缓存位于客户端和web服务器之间,可以将它看做二者之间的一个中继站。它的存在可以改善客户端的访问速度、提升web server的服务能力、安全性等等。
总共分析总结了五种技术,主要希望能够对web server性能优化这块提供一个整体的认识。后续会专门就web缓存技术发表一些自己的看法。
一、前端优化
网站性能优化是一个很综合的话题,涉及到服务器的配置和网站前后端程序等各个方面,我只是从实际经历出发,分享一下自己所尝试过的网站性能优化方法。之所以在标题上挂一个web2.0,是因为本文更偏重于中小网站的性能优化,我所使用的系统也是典型web2.0的LAMP架构。
首先讲讲前端的优化,用户访问网页的等待时间,有80%是发生在浏览器前端,特别是页面和页面中各种元素(图片、CSS、Javascript、 flash…)的下载之上。因此在很多情况下,相对于把大量的时间花在艰苦而繁杂的程序改进上,前端的优化往往能起到事半功倍的作用。雅虎最近将内部使用的性能测试工具yslow向第三方公开,并发布了著名的网站性能优化的十三条规则,建议你下载并安装yslow,并作为测评网站优化效果的工具。下面我挑其中特别有价值的具体说明一下优化的方法:
对于第一次访问您网站,尚未在浏览器cache中缓存您网站内容的用户,我们可以做的事情包括:
1)减少一个页面访问所产生的http连接次数
对于第一次访问你网站的用户,页面所产生的http连接次数是影响性能的一个关键瓶颈。
对策:
- 尽量简洁的页面设计,最大程度减少图片的使用,通过放弃一些不必要的页面特效来减少javascript的使用。
- 使用一些优化技巧,比如利用图片的背景位移减少图片的个数;image map技术;使用Inline images将css图片捆绑到网页中。
- 尽量合并js和css文件,减少独立文件个数。
2) 使用gzip压缩网页内容
使用gzip来压缩网页中的静态内容,能够显著减少用户访问网页时的等待时间(据说可达到60%)。主流的web服务器都支持或提供gzip压缩,如果使用apache服务器,只需要在配置文件中开启 mod_gzip(apache1.x)或mod_deflate(apache2.x)即可。凡是静态的页面,使用gzip压缩都能够显著提高服务器效率并减少带宽支出,注意图片内容本身已经是压缩格式了,务必不要再进行压缩。
3)将CSS放在页面顶端,JS文件放在页面底端
CSS的引用要放在html的头部header中,JS文件引用尽量放在页面底端标签的后面,主要的思路是让核心的页面内容尽早显示出来。不过要注意,一些大量使用js的页面,可能有一些js文件放在底端会引起一些难以预料的问题,根据实际情况适当运用即可。
4)使JS文件内容最小化
具体来说就是使用一些javascript压缩工具对js脚本进行压缩,去除其中的空白字符、注释,最小化变量名等。在使用gzip压缩的基础上,对js内容的压缩能够将性能再提高5%。
5)尽量减少外部脚本的使用,减少DNS查询时间
不要在网页中引用太多的外部脚本,首先,一次dns的解析过程会消耗20-120毫秒的时间;其次,如果在页面中引用太多的外部文件(如各种广告、联盟等代码),可能会因为外部文件的响应速度而将你的网站拖得很慢。如果不得不用,那么就尽量将这些脚本放在页脚吧。不过有一点需要提及,就是浏览器一般只能并行处理同一域名下的两个请求,而对于不同子的域名则不受此限制,因此适当将本站静态内容(css,js)放在其他的子域名下(如 static.xxx.com)会有利于提高浏览器并行下载网页内容的能力。
对于您网站的经常性访问用户,主要的优化思路就是最大限度利用用户浏览器的cache来减少服务器的开销。
1)在header中添加过期时间(Expires Header)
在header中给静态内容添加一个较长的过期时间,这样可以使用户今后访问只读取缓存中的文件,而不会与服务器产生任何的交互。不过这样做也存在一些问题,当图片、CSS和js文件更新时,用户如果不刷新浏览器,就无法获得此更新。这样,我们在对图片、css和js文件修改时,必须要进行重命名,才能保证用户访问到最新的内容。这可能会给开发造成不小的麻烦,因为这些文件可能被站点中的许多文件所引用。flickr提出的解决办法是通过url rewrite使不同版本号的URL事实上指向同一个文件,这是一个聪明的办法,因为url级别的操作效率是很高的,可以给开发过程提供不少便利。
要理解为什么这样做,必须要了解浏览器访问url时的工作机制:
a. 第一次访问url时,用户从服务器段获取页面内容,并把相关的文件(images,css,js…)放在高速缓存中,也会把文件头中的expired time,last modified, ETags等相关信息也一同保留下来。
b. 用户重复访问url时,浏览器首先看高速缓存中是否有本站同名的文件,如果有,则检查文件的过期时间;如果尚未过期,则直接从缓存中读取文件,不再访问服务器。
c. 如果缓存中文件的过期时间不存在或已超出,则浏览器会访问服务器获取文件的头信息,检查last modifed和ETags等信息,如果发现本地缓存中的文件在上次访问后没被修改,则使用本地缓存中的文件;如果修改过,则从服务器上获取最新版本。
我的经验,如果可能,尽量遵循此原则给静态文件添加过期时间,这样可以大幅度减少用户对服务器资源的重复访问。
2)将css和js文件放在独立外部文件中引用
将css和js文件放在独立文件中,这样它们会被单独缓存起来,在访问其他页面时可以从浏览器的高速缓存中直接读取。一些网站的首页可能是例外的,这些首页的自身浏览可能并不大,但却是用户访问网站的第一印象以及导向到其他页面的起点,也可能这些页面本身使用了大量的ajax局部刷新及技术,这时可以将 css和js文件直接写在页面中。
3)去掉重复的脚本
在IE中,包含重复的js脚本会导致浏览器的缓存不被使用,仔细检查一下你的程序,去掉重复引用的脚本应该不是一件很难的事情。
4)避免重定向的发生
除了在header中人为的重定向之外,网页重定向常在不经意间发生,被重定向的内容将不会使用浏览器的缓存。比如用户在访问,服务器会通过301转向到/,在后面加了一个“/”。如果服务器的配置不好,这也会给服务器带来额外的负担。通过配置apache的 alias或使用mod_rewrite模块等方法,可以避免不必要的重定向。
还有一些,比如使用CDN分发机制、避免CSS表达式等、避免使用ETags等,因为不太常用,这里就不再赘述了。
做完了上述的优化,可以试着用yslow测试一下网页的性能评分,一般都可以达到70分以上了。
当然,除了浏览器前端和静态内容的优化之外,还有针对程序脚本、服务器、数据库、负载的优化,这些更深层次的优化方法对技术有更高的要求。本文的后半部分将重点探讨后端的优化。
二、后端优化
上次写完web2.0网站前端优化篇之后,一直想写写后端优化的方法,今天终于有时间将思路整理了出来。
前端优化可以避免我们造成无谓的服务器和带宽资源浪费,但随着网站访问量的增加,仅靠前端优化已经不能解决所有问题了,后端软件处理并行请求的能力、程序运 行的效率、硬件性能以及系统的可扩展性,将成为影响网站性能和稳定的关键瓶颈所在。优化系统和程序的性能可以从以下的方面来入手:
1)apache、mysql等软件的配置的优化
尽管apache和mysql等软件在安装后使用的默认设置足以使你的网站运行起来,但是通过调整mysql和apache的一些系统参数,还是可以追求更高的效率和稳定性。这个领域中有很多专业的文章和论坛(比如: ),要想掌握也需要进行深入的研究和实践,这里就不重点讨论了。
2)应用程序环境加速
这里仅以我最常应用的php开发环境为例,有一些工具软件可以通过优化PHP运行环境来达到提速的目的,其基本原理大致是将PHP代码预编译并缓存起来,而不需要改变任何代码,所以比较简单,可以将php的运行效率提升50%以上。比较常用的php加速工具有:APC( http: //pecl.php.net/package-info.php?package=APC)、Turck MMCache( )、php accelebrator(),还有收费的Zend Performance Suite
3)将静态内容和动态内容分开处理
apache是一个功能完善但比较庞大的web server,它的资源占用基本上和同时运行的进程数呈正比,对服务器内存的消耗比较大,处理并行任务的效率也一般。在一些情况下,我们可以用比较轻量级的web server来host静态的图片、样式表和javascript文件,这样可以大大提升静态文件的处理速度,还可以减少对内存占用。我使用的web server是来自俄罗斯的nginx,其他选择方案还包括lighttpd和thttpd等。
4)基于反向代理的前端访问负载均衡
当一台前端服务器不足以应付用户访问时,通过前端机实现web访问的负载均衡是最快速可行的方案。通过apache的mod_proxy可以实现基于反向代理的负载均衡,这里推荐使用nginx做代理服务器,处理速度较apache更快一些。
5)应用缓存技术提高数据库效能,文件缓存和分布式缓存
数据库访问处理并发访问的能力是很多网站应用的关键瓶颈,在想到使用主从结构和多farm的方式构建服务器集群之前,首先应该确保充分使用了数据库查询的缓存。一些数据库类型(如mysql的innoDB)自身内置对缓存的支持,此外,还可以利用程序方法将常用的查询通过文件或内存缓存起来。比如通过 php中的ob_start和文件读写函数可以很方便的实现文件形式的缓存,而如果你拥有多台服务器,可以通过memcache技术通过分布式共享内存来对数据库查询进行缓存,不仅效率高而且扩展性好,memcache技术在livejournal和Craigslist.org等知名网站应用中都得到了检验。
6)服务器运行状态的检测,找到影响性能的瓶颈所在
系统优化没有一劳永逸的方法,需要通过检测服务器的运行状态来及时发现影响性能的瓶颈,以及可能存在的潜在问题,因为网站的性能,永远取决于木桶中的短板。可以编写一些脚本来检测web服务的运行,也有一些开源的软件也提供了很好的功能
7)良好的扩展架构是稳定和性能的基础
一些技巧和窍门可以帮你度过眼前的难关,但要想使网站具备应付大规模访问的能力,则需要从系统架构上进行彻底的规划,好在很多前人无私的把他们架构
网站的经验分享给我们,使我们可以少走甚多弯路。我最近读到的两篇有启发的文章:
- 从LiveJournal后台发展看大规模网站性能优化方法
- Myspace的六次重构
最后不得不提到程序编码和数据库结构对性能的影响,一系列糟糕的循环语句,一个不合理的查询语句、一张设计不佳的数据表或索引表,都足以会使应用程序运行的速度成倍的降低。培养全局思考的能力,养成良好的编程习惯,并对数据库运行机制有所了解,是提高编程质量的基础。
1.优化图片资源的格式和大小
一个网页中,图片资源的大小占比是最多的,而且单个的文件的大小也很可观。因此,在保证图片质量不变的情况下,尽可能的使用高压缩率的图片格式,图片格式可以按照这个优先级选择webp jpeg png bmp。同时也要根据图片展示尺寸来拉取大小最为匹配的图片资源,不要没事就把原图拉下来使用。以前我就遇到过这种情况,一个196*196大小区域展示的图片,它的文件竟然达到了几兆,最后才发现把1960*1960分辨率的原图拉下来了。
2.开启网络压缩
大部分浏览器在发出请求时,会带上这个标记「Accept-Encoding: gzip, deflate」,表示这个浏览器可以接受以gzip压缩方式传输数据,如果你的网页服务器也支持gzip压缩数据,那么数据以gzip方式传输时,会减少70~80%的流量。
3.使用浏览器缓存
同一个站点下面的不同页面,往往都会复用一部分资源文件,如果把这些资源文件设置为可缓存的,那么在刷新或者跳转到另一个页面时,都无须再从网络拉取相关资源,这样就大大加快了网页的加载速度。
4.减少重定向请求
有的网站对于不同的终端制作了不同的页面,比如说在手机上访问微博,会从weibo.com重定向至weibo.cn,每一次重定向都会导致浏览器重新发起请求,延长加载时间。对于这种情况,应该尽可能使用响应式设计,一个weibo.com站点覆盖至所有终端。
5.使用CDN存储静态资源
CDN是一种静态内容分发网络,它在每个省,甚至每个城市都部署有自己的服务器,用于分发这些静态内容,那么当某个城市的用户要拉取某个资源时,他会首选从本地的CDN服务器上拉取,这样可以保证他最快速的获得该资源。据砖家统计,网络资源中有70%的是静态资源。这就意味着,有70%的内容产生后是不会变化,那么将它们全部放在CDN上面,可以提升这70%的资源的下载速度。
6.减少DNS查询次数
很多人喜欢把不同的图片挂在不同当域名下,比如说图片A挂在a.pm-teacher.com,图片B挂在b.pm-teacher.com。当一个网页同时使用图片A和图片B时,浏览器需要查询两个域名,要知道,每次解析域名都是会浪费时间的,所以尽可能的将全部图片放在一个域名下。
7.压缩css和js内容
这里说的压缩和第2点并不重复,上面提到的压缩是不改变文件内容的压缩。而css和js中有大量的空格和变量命名(如hello="hello word";),如果将这些空格去除,并用简单的字母来代换变量名(如a="hello word";),那么这些css和js原文件的大小也会缩小,这样也对加快拉取速度是有帮助的。
不知道你有没有看出来,上面提到的优化方案的核心就3点:减少请求数、减少资源大小、找最快的服务器。如果你是一个网站的产品经理,快去找你们的开发确认是否有做过类似的优化吧。
要找比较稳妥的深圳网站排名优化推广公司,建议参考一下这三点选择百度推广公司的技巧:
1、深圳网站SEO公司的服务
将客户的网站排名优化到百度搜索引擎的首页。在选定百度SEO优化服务前,判断服务内容的优劣是至关重要的,选错服务不仅对自己公司的推广不起作用,还浪费了时间以及预算。
2、建议远离黑帽和快排
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3、是否保证网站SEO排名
如果SEO优化公司是采用优质的白帽SEO方法去做网站优化,虽然需要的时间更久,但获得的是一个健康的网站,推广排名持续的时间也更久!这种深圳SEO优化排名公司,才是真正想要给客户提供好效果、好服务的公司,而非仅仅为了自身商业上的考量,就不顾客户的利益!
1、选关键词:通过seo工具、相关搜索等确定目标关键词,并且按照要求设置首页标题。
2、选定长尾关键词:长尾词相对于目标关键词来说更容易带来流量,而且竞争比较低,做seo之初首先要选好目标关键词、长尾关键词,然后做好相应的布局。
3、优化网站内容:网站的内容就相当于一个网站的血肉,越多才会越丰富。大家都说原创内容好,但是得在专业的前提下,如果你的创作了大量的原创内容但是却和网站主体没有多大的相关性,这个搜索引擎是不认的。
与其浪费时间写原创还不如进行伪原创,拿别人的做参考,将别人的东西变成自己的,这样相关性更高一些。
4、外部链接建设:网站的外部链接做好了能够促进排名的提升,但是发外链不是一件容易的事,尤其是优质的外链少之又少,这个在工作的过程中一定要仔细筛选。
计算机俗称电脑,是一种用于高速计算的电子计算机器,可以进行数值计算,又可以进行逻辑计算,还具有存储记忆功能。是能够按照程序运行,自动、高速处理海量数据的现代化智能电子设备。由硬件系统和软件系统所组成,没有安装任何软件的计算机称为裸机。
可分为超级计算机、工业控制计算机、网络计算机、个人计算机、嵌入式计算机五类,较先进的计算机有生物计算机、光子计算机、量子计算机、神经网络计算机。蛋白质计算机等。
当今计算机系统的运算速度已达到每秒万亿次,微机也可达每秒几亿次以上,使大量复杂的科学计算问题得以解决。例如:卫星轨道的计算、大型水坝的计算、24小时天气预报的计算等,过去人工计算需要几年、几十年,而现在用计算机只需几天甚至几分钟就可完成。
科学技术的发展特别是尖端科学技术的发展,需要高度精确的计算。计算机控制的导弹之所以能准确地击中预定的目标,是与计算机的精确计算分不开的。一般计算机可以有十几位甚至几十位(二进制)有效数字,计算精度可由千分之几到百万分之几,是任何计算工具所望尘莫及的。
随着计算机存储容量的不断增大,可存储记忆的信息越来越多。计算机不仅能进行计算,而且能把参加运算的数据、程序以及中间结果和最后结果保存起来,以供用户随时调用;还可以对各种信息(如视频、语言、文字、图形、图像、音乐等)通过编码技术进行算术运算和逻辑运算,甚至进行推理和证明。
计算机内部操作是根据人们事先编好的程序自动控制进行的。用户根据解题需要,事先设计好运行步骤与程序,计算机十分严格地按程序规定的步骤操作,整个过程不需人工干预,自动执行,已达到用户的预期结果。
超级计算机(supercomputers)通常是指由数百数千甚至更多的处理器(机)组成的、能计算普通PC机和服务器不能完成的大型复杂课题的计算机。超级计算机是计算机中功能最强、运算速度最快、存储容量最大的一类计算机,是国家科技发展水平和综合国力的重要标志。
超级计算机拥有最强的并行计算能力,主要用于科学计算。在气象、军事、能源、航天、探矿等领域承担大规模、高速度的计算任务。
在结构上,虽然超级计算机和服务器都可能是多处理器系统,二者并无实质区别,但是现代超级计算机较多采用集群系统,更注重浮点运算的性能,可看着是一种专注于科学计算的高性能服务器,而且价格非常昂贵。
一般的超级计算器耗电量相当大,一秒钟电费就要上千,超级计算器的CPU至少50核也就是说是家用电脑的10倍左右,处理速度也是相当的快,但是这种CPU是无法购买的,而且价格要上千万。
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