優化網站性能必備的6種架構方案，你知道嗎？

科技 07-31

前言

一個成熟的大型網站（如淘寶、天貓、騰訊等）的系統架構並不是一開始設計時就具備完整的高性能、高可用、高伸縮等特性的，它是隨著用戶量的增加，業務功能的擴展逐漸演變完善的，在這個過程中，開發模式、技術架構、設計思想也發生了很大的變化，就連技術人員也從幾個人發展到一個部門甚至一條產品線。所以成熟的系統架構是隨著業務的擴展而逐步完善的，並不是一蹴而就；不同業務特徵的系統，會有各自的側重點，例如：淘寶，要解決海量的商品信息的搜索、下單、支付，例如騰訊，要解決數億用戶的實時消息傳輸，百度它要處理海量的搜索請求，他們都有各自的業務特性，系統架構也有所不同。儘管如此我們也可以從這些不同的網站背景下，找出其中共用優化的技術，這些優化技術和手段廣泛運用在大型網站系統的架構中，下面讓我們來認識這些優化性能的技術和手段。

改善網站性能的幾大手段

最開始的網站架構

最初業務量不大，訪問量小，此時的架構，應用程序、資料庫、文件都部署在一台伺服器上，有些甚至僅僅是租用主機空間。

1. 應用、數據、文件分離

將應用程序、資料庫、文件各自部署在獨立的伺服器上，並且根據伺服器的用途配置不同的硬體，達到最佳的性能效果。

2. 利用緩存改善網站性能

大部分網站訪問都遵循28原則,即80%的訪問請求，最終落在20%的數據上,所以我們可以對熱點數據進行緩存，減少熱點數據的訪問路徑，提高用戶體驗。緩存實現常見的方式是本地緩存、分散式緩存。當然還有CDN、反向代理。

2.1 本地緩存

本地緩存，顧名思義是將數據緩存在應用伺服器本地，可以存在內存中，也可以存在文件，組件。本地緩存的特點是速度快，但因為本地空間有限所以緩存數據量也有限。OSCache就是常用的本地緩存。

2.2 分散式緩存

分散式緩存的特點是，可以緩存海量的數據，並且擴展非常容易，在門戶類網站中常常被使用，速度按理沒有本地緩存快，常用的分散式緩存是Memcached、Redis。

2.3 反向代理

部署在網站的機房，當用戶請求達到時首先訪問反向代理伺服器，反向代理伺服器將緩存的數據返回給用戶，如果沒有緩存數據才會繼續訪問應用伺服器獲取，這樣做減少了獲取數據的成本。反向代理有Squid，Nginx。

2.4 CDN

假設我們的伺服器都部署在杭州的機房，對於浙江的用戶來說訪問是較快的，而對於北京的用戶訪問是較慢的，這是由於浙江和北京分別屬於電信和聯通的不同發達地區，北京用戶訪問需要通過互聯路由器經過較長的路徑才能訪問到杭州的伺服器，返迴路徑也一樣，所以數據傳輸時間比較長。對於這種情況，常常使用CDN解決，CDN將數據內容緩存到運營商的機房，用戶訪問時先從最近的運營商獲取數據，這樣大大減少了網路訪問的路徑。比較專業的CDN運營商有藍汛、網宿。

3. 使用集群+負載均衡改善應用伺服器性能

應用伺服器作為網站的入口，會承擔大量的請求，我們往往通過應用伺服器集群來分擔請求數。

應用伺服器前面部署負載均衡伺服器調度用戶請求，根據分發策略將請求分發到多個應用伺服器節點。

常用的負載均衡技術硬體的有F5，價格比較貴一般都在15W以上。

軟體的有LVS、Nginx、HAProxy。LVS是四層（傳輸層）負載均衡，根據目標地址和埠選擇內部伺服器，Nginx和HAProxy是七層（應用層）負載均衡，可以根據報文內容選擇內部伺服器，因此LVS分發路徑優於Nginx 和HAProxy，性能要高些，而Nginx和HAProxy則更具配置性，如可以用來做動靜分離（根據請求報文特徵，選擇靜態資源伺服器還是應用伺服器）。

4. 資料庫優化

4.1 讀寫分離和分庫分表

隨著用戶量的增加，資料庫成為最大的瓶頸，改善資料庫性能常用的手段是進行讀寫分離以及分庫分表，讀寫分離顧名思義就是將資料庫分為讀庫和寫庫，通過主備功能實現數據同步。分庫分表則分為水平切分和垂直切分，水平切分則是對一個資料庫特大的表進行拆分，例如用戶表。垂直切分則是根據業務的不同來切分，如用戶業務、商品業務相關的表放在不同的資料庫中。