浅析浅析网站性能

一、不同角度的网站性能普通用户认为的网站性能

网站性能对于普通用户来说，最直接的体现就是响应时间。用户在浏览器上直观感受到的网站响应速度，即从客户端发送请求，到服务器返回响应内容的时间。 做为网站开发人员来说，网站性能通常会和普通的用户理解的不一样。 普通用户感受到的网站性能，并不只是由网站服务器决定的。它还包括客户端计算机和服务器通信的时间，网站服务器处理响应的时间，客户端浏览器构造请求解析响应数据的时间。甚至，不同的计算机性能、不同浏览器解析HTML的速度、不同网络运营商提供的网络带宽房屋的差异，这些都会导致用户感受到响应时间，可能大于网站服务器处理请求的时间。

开发人员认为的网站性能

开发人员关注的主要是服务器应用程序本身，以及相关配套系统的性能。包括并发处理能力、系统稳定性、响应延迟等技术指标。 对性能优化的主要手段，包括使用缓存加速数据读取，使用集群提高数据吞吐能力，使用异步消息加快请求响应，使用代码改善程序性能。

运维人员认为的网站性能

运维人员关注的主要是服务器基础设施和资源利用率。如服务器硬件的配置、网络运营商的带宽、数据中心的网络架构等。主要优化手段有使用高性价比的服务器、建设优化骨干网络、利用虚拟化技术优化资源利用等。

二、性能的指标

从开发人员的角度，网站性能的指标主要有并发数和响应时间。

并发数

并发数是指系统能够处理请求的数量，对于网站服务器而言，并发数也就是网站并发用户数，指同时提交请求的用户数目。 与并发数相对应的还有网站在线用户数（登录用户数）和网站用户数（一般指注册用户数）。他们的关系一般是：网站用户数>网站用户在线数>网站用户并发数

响应时间

响应时间是最重要的性能指标，直接反映了系统的快慢。

常见的系统操作响应时间[td]

操作 响应时间

打开一个网站 几秒

在数据库中查询一条记录（有索引） 十几毫秒

机械磁盘一次寻址定位 4毫秒

从机械磁盘顺序读取1MB数据 2毫秒

从SSD磁盘顺序读取1MB数据 0.3毫秒

从远程分布式缓存Redis读取一个数据 0.5毫秒

从内存中读取1MB数据 十几微秒

网络传输2KB数据 1微秒

三、性能的优化

对于开发人员来说，网站性能优化一般包括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三类。

Web前端性能优化

1、减少http请求 http协议是无状态的应用层协议，意味着每次http请求都需要建立通信链路、进行数据传输，而在服务器端，每个http请求都需要启动独立的线程去处理。减少http请求的数目可有效提高访问性能。 减少http的主要手段是合并CSS、合并javascript、合并图片。 2、使用浏览器缓存 对一个网站而言，CSS、javascript、logo、图标，这些静态资源文件更新的频率都比较低，而这些文件又几乎是每次http请求都需要的。如果将这些文件缓存在浏览器中，可以极好的改善性能。通过设置http头中的cache-control和expires的属性，可设定浏览器缓存，缓存时间可以自定义。 3、启用压缩 在服务器端对文件进行压缩，在浏览器端对文件解压缩，可有效减少通信传输的数据量。如果可以的话，尽可能的将外部的脚本、样式进行合并，多个合为一个。文本文件的压缩效率可达到80%以上，因此HTML、CSS、javascript文件启用GZip压缩可达到较好的效果。但是压缩对服务器和浏览器产生一定的压力，在网络带宽良好，而服务器资源不足的情况下要综合考虑。 4、CSS放在页面最上部，javascript放在页面最下面 浏览器会在下载完成全部CSS之后才对整个页面进行渲染，因此最好的做法是将CSS放在页面最上面，让浏览器尽快下载CSS。 Javascript则相反，浏览器在加载javascript后立即执行，有可能会阻塞整个页面，造成页面显示缓慢，因此javascript最好放在页面最下面。

应用服务器优化

应用服务器也就是处理网站业务的服务器，网站的业务代码都部署在这里，主要优化方案有缓存、异步、集群等。 1、合理使用缓存 当网站遇到性能瓶颈时，第一个解决方案一般是缓存。在整个网站应用中，缓存几乎无处不在，无论是客户端，还是应用服务器，或是数据库服务器。在客户端和服务器的交互中，无论是数据、文件都可以缓存，合理使用缓存对网站性能优化非常重要。 缓存一般用来存放那些读写次数比较高，变化较少的数据，比如网站首页的信息、商品的信息等。应用程序读取数据时，一般是先从缓存中读取，如果读取不到或数据已失效，再访问磁盘数据库，并将数据再次写入缓存。 缓存的基本原理是将数据存储在相对有较高访问速度的存储介质中，比如内存。一方面缓存访问速度快，另一方面，如果缓存的数据是需要经过计算处理得到的，那使用缓存还可以减少服务器处理数据的计算时间。 使用缓存并不是没有缺陷：内存资源是比较宝贵的，不可能将所有数据都缓存，一般频繁修改的数据不建议使用缓存，这会导致数据不一致。 网站数据缓存一般遵循二八定律，即80%的访问都在20%的数据上。所以，一般将这20%的数据缓存，可以起到改善系统性能，提高服务器读取效率。 2、异步操作 使用消息队列将调用异步化，可以改善网站系统的性能。 在不使用消息队列的情况下，用户的请求直接写入数据库，在高并发的情况下，会对数据库造成非常大的压力，也会延迟响应时间。 在使用消息队列后，用户请求的数据会发送给消息队列服务器，消息队列服务器会开启进程，将数据异步写入数据库。消息队列服务器的处理速度远超过数据库，因此用户的响应延迟可得到改善。 消息队列可以将短时间内的高并发产生的事务消息，存储在消息队列中，从而提高网站的并发处理能力。在电商网站的促销活动中，合理使用消息队列，可以抵御短时间内用户高并发的冲击。 3、使用集群 在网站高并发访问的情况下，使用负载均衡技术，可以为一个应用构建由多台服务器组成的服务器集群，将并发访问请求，分发到多台服务器上处理，避免单一服务器因负载过大，而导致响应延迟。 4、代码优化 网站的业务逻辑代码主要部署在应用服务器上，需要处理复杂的并发事务。合理优化业务代码，也可以改善网站性能。 任何web网站都会遇到多用户的并发访问，大型网站的并发用户会达到数万。每个用户请求都会创建一个独立的系统进程去处理。由于线程比进程更轻量，占用资源更少，所以，目前主流的web应用服务器都采用多线程的方式，处理并发用户的请求，因此，网站开发多数都是多线程编程。 使用多线程的另一个原因是服务器有多个CPU，现在手机都到了8核CPU的时代，一般的服务器至少是16核CPU，要想大限度的使用这些CPU，必须启动多线程。 那么，启动多少线程合适呢？ 启动线程数和CPU内核数量成正比，和IO等待时间成正比。如果都是计算型的任务，那么线程数最多不要超过CPU内核数，因为启动再多，CPU也来不及调用。如果任务是等待读写磁盘、网络响应，那么多启动线程会提高任务并发度，提高服务器性能。 或者用个简化的公式来描述： 启动线程数 = (任务执行时间/(任务执行事件 - IO等待时间)) * CPU内核数 5、存储优化 数据的读写是网站处理并发访问的另一瓶颈。使用缓存虽然可以解决一部分数据读写压力，但很多时候，磁盘仍然是系统最严重的瓶颈。而且磁盘是网站最重要的资产，磁盘的可用性和容错性也至关重要。 机械硬盘和固态硬盘 机械硬盘是目前最常用的硬盘，通过马达带动磁头到指定磁盘的位置访问数据，每次访问数据都需要移动磁头，在读取连续数据和随机访问上，磁头移动的次数相差巨大，因此机械硬盘的性能表现差别巨大，读写效率较低。而在网站应用中，大多数数据的访问都是随机的，在这种情况下，固态硬盘具有更高的性能。但目前固态硬盘在工艺上、数据可靠性上还有待提升，因此固态硬盘的使用尚未普及，从发展趋势看，取代机械硬盘应该是迟早的事情。

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