錄：
二、Web前端性能優化
三、應用服務器性能優化（重點）
四、存儲性能優化
PS：本文為《大型網站技術架構 & 核心原理與案例分析（李智慧 著）》一書的
讀書筆記 // =======================================================================================
網站性能測試
一、不同視角下的網站性能
1、用戶視角：直觀視覺感受
2、開發人員視角：響應延遲、吞吐量、并發處理能力等
3、運維人員視角：基礎設置資源利用率
二、性能測試指標
1、響應時間：請求從發出到處理完接收的時間
2、并發數：同時處理請求的數量，即同時提交請求的用戶數
3、吞吐量：單位時間內處理請求的數量
*：隨著并發數增大：系統吞吐量先逐漸增加到極限，之后反而下降；系統響應時間先是小幅上升，當吞吐量達到極限后快速上升
4、性能計數器：服務器監控指標，如CPU、內存、磁盤IO、網絡IO
三、性能測試（壓測）方法
*：不斷增加系統訪問壓力（并發請求數），以獲取系統性能指標數據
四、性能測試（壓測）報告
*：要能夠反應壓測的系統性能曲線規律，閱讀者能評估系統性能是否能滿足需求
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Web前端性能優化
一、瀏覽器訪問優化
1、減少http請求：每次獨立的http請求的通信和服務開銷都很昂貴，可通過合并CSS、JS、圖片等方式減少http請求數
2、使用瀏覽器緩存：通過設置http頭的Cache-Control和Expires屬性設定瀏覽器緩存，將CSS、JS、圖片等較少變更的資源緩存下來
3、啟用壓縮：文件壓縮可減少通訊傳輸的數據量，文本壓縮率可達80%以上，但壓縮解壓會增加計算壓力（權衡）
4、CSS渲染放最上面，JS功能腳本放最下面：使用戶視覺感受先已經看到頁面
二、CND加速
*：部署在網絡運營商機房，用戶請求路由的第一條就到達CND服務器，有效降低請求時間
三、反向代理
*：部署在網站機房內，用戶請求先到達反向代理服務器，有3個主要功能
1、加速Web請求：通過配置緩存功能來實現
2、安全：在用戶請求和應用服務器間建立一個屏障
3、負載均衡：均勻分發請求到應用服務器
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應用服務器性能優化
一、分布式緩存（memcache）
*：網站性能優化第一定律：優先考慮緩存
1、緩存的基本原理：本質為內存Hash表
*：數據以Key、Value對形式存儲在內存Hash表中。通過Hash（Key）得到HashCode，即Value對應內存的位置
2、合理使用緩存
*：不適合緩存的數據：頻繁修改（寫導致緩存中的數據失效）、沒有熱點、一致性要求高（緩存設有失效時間，這段時間內可能有臟數據）
*：緩存預熱：緩存剛起來時為空數據，最好在使用前預加載數據庫數據
*：緩存雪崩：當緩存服務器崩潰時，所有請求會落到數據庫導致數據庫宕機。好的方法是使用分布式緩存服務器提高緩存可用性
*：緩存穿透：不正確或者惡意的請求可能落在某個不存在的Key導致頻繁讀數據庫，一個簡單對策將不存在的Key也緩存起來
3、分布式緩存架構
*：一種是以JBossCache為代表的，每個緩存服務器數據相同，需同步更新的分布式緩存（很少用）
*：一種是以Memcache為代表的，每個緩存服務器數據部相同，之間不需要通信的分布式緩存。應用程序通過一致性Hash等路由算法選擇具體的緩存服務器
4、Memcache的特點
*：簡單的通行協議：TCP的，一套基于簡單文本的自定義協議（一個命令關鍵字+一組命令操作數，如get <key>）
*：豐富的客戶端程序：幾乎支持所有主流語言（因為通信協議簡單）
*：高性能的網絡通信：基于Libevent，提供穩定的長連接
*：高效的內存管理:：簡單固定的內存空間分配，slab_class=>slab=>chunk
*：互不通信的集群架構：客戶端路由算法一致性Hash更成為數據存儲伸縮性架構的范例
二、異步操作
*：使用消息隊列將調用異步化，可改善網站的擴展性
*：消息隊列：用戶請求發送給消息隊列后立即返回，再由消費隊列的消費者進程將消息異步寫入數據庫，具有很好的削峰作用
三、使用集群
*：利用集群解決高并發問題，前端用負載均衡技術將請求均勻分發到多臺服務器上（不單單局限在應用服務器）
四、代碼優化
1、多線程
*：線程的優點：比進程更輕量，占用更少系統資源，切換代價更小
*：使用多線程的2個主要原因：IO阻塞（阻塞時可以調用其他線程處理）和多CPU（最大限度使用CPU）
*：線程數估算公式：啟動線程數 = [ 任務執行時間 / ( 任務執行時間 - IO等待時間 ) ] * CPU核數
*：線程安全問題實質：多線程并發對某塊內存進行修改操作（對象、內存、文件、數據庫等）
*：線程安全問題解決思路：對象設計為無狀態，使用局部變量，并發訪問加鎖等
2、資源復用
*：開銷較大的系統資源：數據庫連接，網絡Socket連接，線程，復雜對象等
*：資源復用的2個方法：單例模式和對象池，都可以防止不必要的創建和銷毀操作
3、數據結構和算法
*：靈活組合數據結構和算法優化程序執行復雜度，如Hash等
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存儲性能優化
一、機械硬盤和固態硬盤
1、機械硬盤：每次訪問數據都需要移動磁頭臂（物理運動），故數據連續訪問和隨機訪問性能表現差別大
2、固態硬盤：沒有機械裝置，數據存儲于硅晶體中，有更好的性能。可靠性，性價比還有待提升，但逐步取代機械硬盤是遲早的事
二、B+樹和LSM樹
1、由于機械硬盤具有快速順序讀寫，慢速隨機讀寫的特性，故應用程序選擇存儲結構和算法極為重要
2、B+樹是一種專門針對磁盤存儲而優化的N叉排序樹，目前數據庫多采用兩級索引，樹的層次最多三層
3、LSM樹可以看為一個N階合并樹，數據寫操作都在內存中進行，目前許多NoSQL都采用LSM樹作為主要數據結構
三、RAID和HDFS
1、RAID，即廉價磁盤冗余陣列，主要是為了改善磁盤訪問延遲，增加磁盤可用性和容錯能力（數據在多塊磁盤并發讀寫和數據備份）
2、HDFS，即分布式文件系統，Hadoop的文件系統，系統在整個存儲集群的多臺服務器上進行數據并發讀寫和備份