[性能]網站效能調校經驗談

转载：http://blog.miniasp.com/post/2008/09/Website-Performance-Tunning-Talks.aspx

我之前在 iT邦幫忙 參加 it實戰經驗大募集 的活動，在 網站效能調校實戰經驗大募集，你有什麼精彩的調校經驗嗎？ 的回答獲得了實戰王的獎賞(NT$ 1,000)，而昨天有朋友問我怎麼都沒有發表這方面的文章，我才想說這篇文章應該也可以寫在我的部落格中，以下是完整的文章，不過大多是以條列式的方式呈現，牽涉的領域也很廣泛，各位僅供參考。

1. 前端可採用 Squid 建置 Reverse Proxy Server 加速網站回應速度，且也能擴大每一台 Server 的網頁吞吐量(Throughput)，不過網站的程式也需要送出適當的 HTTP Cache Header 跟 Reverse Proxy Server 做到充分搭配。流量大的網站也可以架設多台 Reverse Proxy Server 分流，除了可以用 Squid 之外，也可用 Nginx HTTP Server 做 Load Balance 或許多其他的 Reverse Proxy Server。除了用 Reverse Proxy Server 之外，也可以採用 Cluster 架構架設 Load Balancing 環境，向這類 Load Balancing 的商業產品一大堆，例如：F5, A10, Cisco, … 都有，但免費的也很多，例如 Linux Virtual Server，而 Windows Server 2003 也有 Windows Cluster 與 Network Load Balance (NLB) 等機制。
2. 徹底分離「靜態頁面/檔案」與「動態網頁」，妥善運用主機資源(CPU,Memory)，主機也是有講究專業分工的，將個別主機負責的工作切割可有效提高網頁吞吐量與運行效率：
   1. 將 靜態網頁/圖檔/Flash/JavaScript/CSS/…等，集中在特定幾台Web伺服器，這樣配置的主機資源利用率會更高，因為靜態頁面的 CPU與Memory的資源消耗率低，純粹消耗頻寬而已，用專屬或小型的Web伺服器發送這些檔案可節省不少記憶體，且運作的效率也會比 Apache, IIS 這類多功能的 Web Server 來的效率還高，例如說：Nginx 或 TUX Web Server 或 Boa Webserver。
   2. 將 動態網頁依照功能性與流量做水平分割或垂直分割，水平分割是指單一功能流量大，可採用 Load Balance 機制將主機負載分流，垂直分割是指依照單一服務拆分為多個子功能，每個功能配置獨立的主機專門提供此功能的相關資源運用與CPU運算。有個重點就是主機跟 主機間、服務跟服務之間的關連性或耦合姓越低的話，網站架構的延展性(Scalability)越高，因為大型網站最需要的就是延展性，要讓網站經營突破 甜蜜點(Sweet Point)時隨時可從 5 台主機擴充到 50 台而不用大幅修正網站架構與程式！
3. 適度的使用多層快取(Cache)機制，從最前端的 HTTP Client Cache, Reverse Proxy Server 到 Server-side Cache 機制都要妥善規劃，才能達到最佳效能。
   1. 我有找到一篇介紹 HTTP Cache 的文章，寫的很棒，各位可以看看：Caching Tutorial – for Web Authors and Webmasters [ 用 Google Langage Tool 翻譯成中文的版本 ]
4. 關連式資料庫的規劃架構尤其重要，除了可以採用叢集(Cluster)架構架設資料庫主機外，流量真的很大也可以採用資料庫分割的技巧，而資料庫分割技術也有分「水平分割」與「垂直分割」。
   1. 水平分割只指將一個資料庫中的表格拆分在不同的資料庫主機中，以分散資料量、降低資料庫伺服器負擔。
   2. 垂直分割就更複雜了，將「同一個表格的資料」拆分到不同資料庫伺服器中，這大概要到千萬流量才會用到這種架構吧，這時你可能要自行規劃演算法將資料拆分或資料搬移。
5. 分析出主機的效能瓶頸是出在 IO 問題、CPU 問題、還是 Memory的問題。
   1. IO 問題：將部分 IO 改用 Memory 做快取(Cache)，或看是否有辦法將檔案存取優化，若單一主機的 IO 優化已經到了極限，可改採 NAS 或 SAN 解決方案。
   2. CPU 問題：檢查程式的寫法是否有改善的空間，或是因為網站的 Exception 問題太多、或是 GC (Garbage Collection) 執行過於頻繁所致。
   3. Memory 問題：看是否是程式寫不好導致 Memory leak 的問題（通常是這樣），若無法再調校就加 RAM 吧，當然是越大越好摟，建議採用 64bits 的作業系統，對大量記憶體支援度較好。
6. 要進行效能調校一定要先進行「效能檢測」或「壓力測試」，我也曾經寫了一篇使用 ApacheBench 工具進行壓力測試的文章，這應該是最「低級」的壓力測試方法了，只能測試單點功能的效能，無法測出整體網站的運作效能，但有興趣的人可以參考一下：使用 ApacheBench 進行網站的壓力測試。