王亞楠，吳華瑞＋，黃 鋒

（1.北京農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究中心，北京100097；2.國(guó)家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心，北京100097；3.農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)信息技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100097）

0 引 言

Web應(yīng)用系統(tǒng)在大量用戶并發(fā)訪問的情況下，容易出現(xiàn)網(wǎng)站響應(yīng)時(shí)間過慢的情況，甚至?xí)捎诜?wù)器負(fù)擔(dān)過重，導(dǎo)致系統(tǒng)的崩潰和癱瘓。因此如何對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)性能進(jìn)行最大限度地優(yōu)化處理，已成為設(shè)計(jì)開發(fā)人員不可忽視的問題?，F(xiàn)階段針對(duì)高并發(fā)Web應(yīng)用系統(tǒng)性能低下的問題，解決方案主要圍繞以下幾個(gè)方面：提高服務(wù)器配置，提高數(shù)據(jù)庫性能，提高Web容器的性能等，但上述手段很大程度限制了系統(tǒng)的擴(kuò)展性，并加重了系統(tǒng)開發(fā)與維護(hù)成本。本文以全國(guó)基層農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣體系管理信息系統(tǒng)為例，從影響系統(tǒng)性能的因素著手進(jìn)行分析，針對(duì)Web前端、后臺(tái)程序、數(shù)據(jù)庫、Web應(yīng)用中間件以及服務(wù)器5部分的處理給出了優(yōu)化方案。由于在每一部分的方案中，并不能窮舉所有的優(yōu)化手段，因此只從典型常用而又容易被忽視的幾點(diǎn)著手進(jìn)行說明。

1 系統(tǒng)性能優(yōu)化必要性

一個(gè)Web應(yīng)用系統(tǒng)性能的優(yōu)劣主要由以下幾項(xiàng)決定：頁面響應(yīng)時(shí)間、最大并發(fā)連接數(shù)、單位時(shí)間內(nèi)處理的HTTP事物數(shù)以及服務(wù)器HTTP帶寬。雖然可以通過擴(kuò)大服務(wù)器內(nèi)存、增加網(wǎng)絡(luò)出口帶寬等方式在一定程度上提升系統(tǒng)性能，但卻不是解決問題的根本方法。為充分發(fā)揮系統(tǒng)效能，達(dá)到最佳的運(yùn)行效果，只有從系統(tǒng)自身入手，打造一個(gè)精簡(jiǎn)、性能優(yōu)良的高質(zhì)量Web應(yīng)用系統(tǒng)，而不是完全依賴于服務(wù)器的硬件配置，才是最有效、最徹底的優(yōu)化手段。

2 系統(tǒng)優(yōu)化方案

在實(shí)際運(yùn)行過程中，影響Web應(yīng)用系統(tǒng)性能的因素有很多種，本節(jié)主要針對(duì)Web 應(yīng)用前端、后臺(tái)程序、數(shù)據(jù)庫、Web應(yīng)用中間件以及服務(wù)器這5大部分進(jìn)行分析，并分別根據(jù)分析結(jié)果提出具體的優(yōu)化方案。

2.1 Web前端的優(yōu)化方案

在對(duì)Web前端進(jìn)行優(yōu)化之前，需要了解頁面的加載過程。頁面加載時(shí)，首先下載到瀏覽器的是純粹的HTML 文檔，其不包括任何圖片、樣式，只是一個(gè)頁面的HTML 骨架，此過程只占整個(gè)頁面加載過程的10%。在HTML框架加載完成后，進(jìn)入到頁面的解析步驟，瀏覽器將會(huì)由上至下依次進(jìn)行解析。首先對(duì)HEAD 標(biāo)簽進(jìn)行解析，期間如果遇到引用的JS文件、CSS文件等，瀏覽器將會(huì)停止頁面的加載過程，轉(zhuǎn)而對(duì)該文件進(jìn)行請(qǐng)求，請(qǐng)求完成后將會(huì)繼續(xù)加載頁面。HEAD 標(biāo)簽解析完成后，會(huì)進(jìn)入到BODY 標(biāo)簽的解析過程，如果在解析過程中遇到IMG 標(biāo)簽，瀏覽器將會(huì)請(qǐng)求IMG 標(biāo)簽對(duì)應(yīng)的SRC內(nèi)容，如果有多個(gè)IMG 標(biāo)簽，那么瀏覽器會(huì)并發(fā)的請(qǐng)求IMG 標(biāo)簽對(duì)應(yīng)的SRC。解析過程中的時(shí)間線如圖1所示。

圖1 各部分響應(yīng)時(shí)間

基于以上對(duì)于頁面加載過程的描述，可以發(fā)現(xiàn)，對(duì)于高并發(fā)網(wǎng)站，頁面質(zhì)量嚴(yán)重影響到網(wǎng)站的運(yùn)行速度。如果頁面過大，在頁面加載時(shí)便會(huì)耗費(fèi)巨大的網(wǎng)絡(luò)帶寬，因此頁面設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該盡可能的簡(jiǎn)潔，以此減少不必要的網(wǎng)絡(luò)流量，來緩解高并發(fā)所帶來的帶寬壓力［1］。因此，對(duì)Web前端的優(yōu)化，可以從以下幾個(gè)方面入手。

（1）減少外部文件的引用，必要時(shí)可通過合并多個(gè)外部文件實(shí)現(xiàn)。通過該方法可以盡量減少HTTP請(qǐng)求。

（2）將頁面加載時(shí)未用到的外部文件放到頁面底部加載，以減少頁面加載過程中請(qǐng)求外部文件時(shí)的等待時(shí)間。

（3）將網(wǎng)站中用到的重復(fù)文件緩存到瀏覽器，將會(huì)減少HTTP請(qǐng)求以及遠(yuǎn)程服務(wù)器負(fù)載，大大縮短頁面的載入時(shí)間。

（4）圖片壓縮。通過對(duì)頁面的像素處理、格式轉(zhuǎn)換、清除圖片注釋等方式來減少圖片大小。

（5）AJAX 異步加載。該方法可以在不刷新頁面的情況下來更新頁面上的內(nèi)容，避免了JS文件、圖片等的重新載入，減少用戶等待頁面渲染的時(shí)間。

2.2 后臺(tái)程序的優(yōu)化方案

2.2.1 session的設(shè)置

當(dāng)多個(gè)請(qǐng)求和服務(wù)器建立Web連接的時(shí)候，由于無狀態(tài)記憶的特點(diǎn)，連接之間不能進(jìn)行狀態(tài)的共享。例如在用戶登錄時(shí)，記錄用戶的唯一標(biāo)識(shí)為 “l(fā)ogin＿1”，但在之后進(jìn)行其它請(qǐng)求，例如修改密碼時(shí)，將無法定位該用戶來獲得用戶的信息。而由于一個(gè)session中定義的變量在session的生命周期內(nèi)可作用于用戶訪問的所有鏈接，因此session經(jīng)常被用來用作全局變量的傳遞。在這種情況下，用戶登錄時(shí)，將用戶的唯一標(biāo)識(shí) “l(fā)ogin＿1”存儲(chǔ)在session 內(nèi)，當(dāng)用戶需要修改密碼時(shí)，系統(tǒng)將session中的標(biāo)識(shí)碼與存儲(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，便可成功定位到該用戶，修改該用戶的密碼。

正是由于session的便捷性、安全性，致使很多技術(shù)開發(fā)人員在程序代碼中大量使用session 變量，由于session是以文本形式存儲(chǔ)在服務(wù)器端的，因此在用戶高并發(fā)訪問時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量用于session 持久性的內(nèi)存，增加服務(wù)器的壓力。

考慮到這種情況，應(yīng)盡量精簡(jiǎn)session中的信息，只把用戶觸發(fā)事件時(shí)經(jīng)常用到的信息存儲(chǔ)到session內(nèi)，同時(shí)，當(dāng)用戶退出此次訪問后，應(yīng)立即銷毀釋放對(duì)應(yīng)的session，以此降低其占有的服務(wù)器內(nèi)存。另外，為了防止不活躍session長(zhǎng)時(shí)間占有內(nèi)存的情況出現(xiàn)，可以根據(jù)實(shí)際情況自主設(shè)置session的超時(shí)時(shí)間，代碼片段如下：

2.2.2 數(shù)據(jù)庫操作語句的優(yōu)化

目前，對(duì)于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，都需要通過編寫數(shù)據(jù)庫操作語句來訪問數(shù)據(jù)。因此對(duì)數(shù)據(jù)庫操作語句的優(yōu)化成為必不可少的一部分，在實(shí)際編寫過程中，需要根據(jù)項(xiàng)目規(guī)模、數(shù)據(jù)關(guān)系等因素反復(fù)進(jìn)行分析以實(shí)現(xiàn)語句的最優(yōu)化。

舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，示例表中存儲(chǔ)了不同單位歷年的人員信息，見表1。

表1 示例

當(dāng)需要從表中查詢2012年A 單位的人員姓名時(shí)，在查詢語句拼寫過程中很容易出現(xiàn)以下的情況：

select＊from tabel＿1where year＝？and unitName＝？

該語句會(huì)根據(jù)查詢條件將所有滿足要求的元組查詢出來，相比之下，如下的語句將大大減少與數(shù)據(jù)庫信息交換時(shí)產(chǎn)生的流量，降低I／O 代價(jià)：

select peopleName from tabel＿1 where year＝？and unitName＝？

再進(jìn)一步優(yōu)化成如下語句：

select peopleName from tabel＿1 where unitName＝？and year＝？

該語句較上一語句，調(diào)換了單位名稱和年份的查詢順序。分析該條語句的查詢過程，首先在根據(jù)單位名稱進(jìn)行查詢時(shí)，結(jié)果會(huì)篩選出A 單位對(duì)應(yīng)的2條數(shù)據(jù)，之后再在這2條數(shù)據(jù)中，篩選出2012 年的信息；而上一條查詢語句，首先是根據(jù)年份進(jìn)行查詢，篩選出3 條數(shù)據(jù)，之后在這3條數(shù)據(jù)中，篩選出A 單位對(duì)應(yīng)的信息，過程對(duì)比如圖2所示?；谝陨戏治觯?dāng)進(jìn)行海量數(shù)據(jù)查詢時(shí)，這一優(yōu)化策略會(huì)使得中間結(jié)果大大變小，大幅度提高查詢效率。

圖2 中間過程對(duì)比

2.2.3 數(shù)據(jù)分頁技術(shù)

利用分頁技術(shù)使得每次展示給用戶的固定的數(shù)據(jù)量，減少數(shù)據(jù)庫查詢的工作量，降低網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)呢?fù)荷，同時(shí)也可以避免用戶在使用過程中因查閱大量數(shù)據(jù)產(chǎn)生的疲倦感［2］。

例如每一頁顯示的數(shù)據(jù)條數(shù)為PageCount，當(dāng)前頁數(shù)為CurrentBegin，當(dāng)查詢從第PageCount＊ （CurrentBegin－1）開始的PageCount條數(shù)據(jù)時(shí)，得到的結(jié)果就是當(dāng)前頁中的數(shù)據(jù)，當(dāng)需查詢 “上一頁”數(shù)據(jù)的時(shí)候，只需將Current－Begin設(shè)置為CurrentBegin－1，重新檢索即可。當(dāng)需查詢“下一頁”數(shù)據(jù)時(shí)，將CurrentBegin設(shè)置為CurrentBegin＋1，即可得到所需數(shù)據(jù)。

2.2.4 數(shù)據(jù)緩存

每當(dāng)程序與數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建連接時(shí)，都需要通過匹配用戶名、密碼與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行連接驗(yàn)證，該過程耗費(fèi)很大的資源和時(shí)間。在高并發(fā)情況下，程序頻繁訪問數(shù)據(jù)庫表，勢(shì)必會(huì)造成系統(tǒng)性能的降低，因此在數(shù)據(jù)處理過程中，針對(duì)頻繁訪問的數(shù)據(jù)，在中間層建立數(shù)據(jù)緩存［3］，減少數(shù)據(jù)庫的訪問次數(shù)，可以較大程度上提高系統(tǒng)響應(yīng)速度。

對(duì)于會(huì)被頻繁查詢而很少或幾乎不被修改的基準(zhǔn)表，如全國(guó)行政區(qū)劃數(shù)據(jù)庫表，在程序啟動(dòng)時(shí)，可以將其數(shù)據(jù)緩存到靜態(tài)類里，在用戶需要用到表中內(nèi)容時(shí)，便可直接到緩存內(nèi)進(jìn)行查找，以減輕數(shù)據(jù)庫訪問的壓力，提高系統(tǒng)性能。Spirng中提供了＠Component注釋，可以把普通pojo實(shí)例化到Spirng容器中，代碼片段如下：

在對(duì)該類進(jìn)行＠Component注釋后，Spring啟動(dòng)時(shí)便會(huì)自動(dòng)調(diào)用initDao方法，查詢一次數(shù)據(jù)庫，將表內(nèi)內(nèi)容以Map格式存儲(chǔ)到全局變量?jī)?nèi)。當(dāng)該數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)有所更改時(shí)，可在程序相應(yīng)部分調(diào)用initDao方法，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫與緩存中內(nèi)容的完全一致。

2.2.5 頁面靜態(tài)化

在類似首頁、門戶等的匯總展示頁面中，不可避免的會(huì)調(diào)用大量的數(shù)據(jù)庫操作語句，獲取信息來填充頁面框架，在讀取存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫或者其它存儲(chǔ)媒介中內(nèi)容的時(shí)候，由于其操作語句的復(fù)雜性、頻繁性會(huì)造成服務(wù)器端處理數(shù)據(jù)的壓力，影響到系統(tǒng)性能以及用戶體驗(yàn)。針對(duì)該類頁面，可以將其做靜態(tài)化處理，在不改變頁面原本內(nèi)容的情況下作為HTML靜態(tài)頁面存儲(chǔ)，可以省去頻繁連接數(shù)據(jù)庫等一系列動(dòng)態(tài)操作的過程，從而使整個(gè)頁面的渲染變得更加迅速。讀取靜態(tài)頁面流程如圖3所示。

圖3 讀取靜態(tài)頁面流程

在用戶發(fā)送請(qǐng)求后，如果存在對(duì)頁面信息的更改操作，則刪除其對(duì)應(yīng)的靜態(tài)頁面，該過程保證了所存儲(chǔ)的HTML頁面內(nèi)始終為最新信息。如果該請(qǐng)求為讀取操作，需要判斷是否存儲(chǔ)了相應(yīng)的HTML 頁面，如果有則直接讀取，沒有則對(duì)請(qǐng)求進(jìn)行編譯，生成靜態(tài)頁面。該過程保證了在頁面沒有更改信息的情況下，只動(dòng)態(tài)讀取一次信息，之后的請(qǐng)求都將直接訪問靜態(tài)頁面，從而避免了與存儲(chǔ)媒介進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的過程，訪問速度較動(dòng)態(tài)頁面有大幅度提升，同時(shí)也降低了數(shù)據(jù)庫的訪問壓力，系統(tǒng)在性能上也有顯著改善。

2.3 數(shù)據(jù)庫的優(yōu)化方案

數(shù)據(jù)庫優(yōu)化的主要目的是最大限度的降低數(shù)據(jù)響應(yīng)時(shí)間和提高數(shù)據(jù)庫的吞吐量［4］。為達(dá)到此目的，需要了解系統(tǒng)具體需求以及數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)，甚至需要在不同優(yōu)化策略之間進(jìn)行權(quán)衡。

2.3.1 創(chuàng)建索引

當(dāng)數(shù)據(jù)庫執(zhí)行操作語句時(shí)，在默認(rèn)情況下是根據(jù)條件進(jìn)行全表掃描，每當(dāng)遇到匹配項(xiàng)時(shí)，便將其添加到搜索結(jié)果內(nèi)；在已經(jīng)對(duì)某唯一標(biāo)識(shí)建立索引的情況下，查詢時(shí)會(huì)先去索引中定位符合條件的紀(jì)錄行數(shù)，從而得到所需結(jié)果。如果把數(shù)據(jù)庫理解為一本書，那么索引便是這本書的目錄，根據(jù)目錄去書里查找內(nèi)容顯然比逐頁查找要迅速。索引的結(jié)構(gòu)與二叉樹類似，根據(jù)關(guān)鍵碼完成對(duì)信息的訪問，根據(jù)少量的信息讀取便可以定位到正確的行［5］。建立索引的本質(zhì)目的是提高數(shù)據(jù)庫檢索效率，進(jìn)而提高應(yīng)用系統(tǒng)的性能，但是索引的建立和存儲(chǔ)會(huì)占用一定的物理空間，更改表內(nèi)數(shù)據(jù)時(shí)索引也要進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)態(tài)維護(hù)，從而影響到維護(hù)數(shù)據(jù)的速度，通常需要在有下列特征的字段上建立索引［6］：①建立了主鍵或者外鍵的字段；②需要頻繁、快速查詢的字段；③定義了排序規(guī)則的字段；④在檢索過程中，相互之間需要組合到一起的字段。

2.3.2 數(shù)據(jù)分表存儲(chǔ)

對(duì)于存儲(chǔ)大量紀(jì)錄的數(shù)據(jù)庫表，執(zhí)行一次操作會(huì)耗費(fèi)相對(duì)較長(zhǎng)的時(shí)間，尤其在高并發(fā)訪問下，容易造成服務(wù)器負(fù)荷激增，檢索速度急速下降。而將數(shù)據(jù)分表存儲(chǔ)，可以減少查詢時(shí)操作的紀(jì)錄條數(shù)，避免無關(guān)數(shù)據(jù)的訪問，提高檢索速度。數(shù)據(jù)分表存儲(chǔ)，找到適合的分表方法非常重要，例如可以將數(shù)據(jù)按照某種標(biāo)識(shí)進(jìn)行分表，如將標(biāo)記為已刪除的記錄、標(biāo)記為存檔不做修改的記錄進(jìn)行分表存儲(chǔ)。又如：將歷史數(shù)據(jù)與當(dāng)前數(shù)據(jù)分放在不同的數(shù)據(jù)表內(nèi)，這樣逐次累積的數(shù)據(jù)量幾乎影響不到當(dāng)前表的大小，可以使得當(dāng)前表的記錄條數(shù)、維護(hù)效率都維持在一定的范圍內(nèi)。

2.3.3 修改缺省配置

數(shù)據(jù)庫可用內(nèi)存是影響其性能的一個(gè)重要因素，但大多數(shù)數(shù)據(jù)庫服務(wù)默認(rèn)安裝后，都設(shè)有一個(gè)缺省內(nèi)存，如SQL服務(wù)使用的缺省內(nèi)存不超過1.8G，在此情況下，即便較大幅度的升級(jí)了服務(wù)器的配置，系統(tǒng)性能也不會(huì)因此而有明顯提升。因此為了提供給數(shù)據(jù)庫最適宜的內(nèi)存需求，需要修改數(shù)據(jù)庫服務(wù)的參數(shù)配置。如可對(duì)NON＿HEAP＿SE （DBM）、MAXAPPLS （DB）等參數(shù)進(jìn)行重新設(shè)置，具體配置參照有關(guān)數(shù)據(jù)庫專業(yè)資料。

2.4 Web中間件的配置優(yōu)化方案

中間件獨(dú)立于服務(wù)器客戶端的操作系統(tǒng)之上，其作用是用來管理網(wǎng)絡(luò)通信以及計(jì)算機(jī)資源［7］。其根本作用是為應(yīng)用層提供運(yùn)行開發(fā)環(huán)境，進(jìn)行信息的交換，以實(shí)現(xiàn)集成復(fù)雜應(yīng)用的目的。中間件原理如圖4所示。

圖4 中間件原理

中間件的結(jié)構(gòu)體系由數(shù)據(jù)庫、中間件、Web服務(wù)構(gòu)成，其本身不能夠獨(dú)立運(yùn)行，必須部署在中間件容器之中，才能夠正常運(yùn)行［8］。中間件的使用不僅可以縮短開發(fā)周期，也減少了維護(hù)、運(yùn)行和管理的工作量。因此，中間件是一個(gè)完整系統(tǒng)的重要組成部分，如果在項(xiàng)目初期沒有制定合理的規(guī)范，將會(huì)嚴(yán)重到系統(tǒng)的性能甚至穩(wěn)定性，所以，制定合理的中間件環(huán)境規(guī)范是十分必要的。

2.4.1 更改默認(rèn)連接數(shù)

在高并發(fā)訪問情況下，請(qǐng)求連接中間件的線程數(shù)量會(huì)增多，這會(huì)導(dǎo)致大部分請(qǐng)求一直處于排隊(duì)的情況中，隨著請(qǐng)求的增多，等待排隊(duì)的最大時(shí)間也會(huì)越來越大，這會(huì)導(dǎo)致響應(yīng)時(shí)間的增大，影響到系統(tǒng)性能。因此需要根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目情況，修改中間件的默認(rèn)配置。以tomcat為例，配置文件中和連接相關(guān)的參數(shù)有maxThreads、acceptCount、connnectionTimeout和minSpareThreads等。默認(rèn)配置如下：

如maxThreads表示可創(chuàng)建的最大連接線程數(shù)；accept－Count表示當(dāng)連接線程數(shù)達(dá)到最大時(shí)，可以接受排隊(duì)的請(qǐng)求個(gè)數(shù)。因此可以適當(dāng)修改默認(rèn)配置的值，增大并發(fā)連接數(shù)，以滿足系統(tǒng)需求。

2.4.2 增加中間件可使用內(nèi)存

Tomcat本身不能直接在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，需要依賴于操作系統(tǒng)和一個(gè)java虛擬機(jī)。在大負(fù)載情況下，應(yīng)用程序會(huì)占用更多的內(nèi)存，當(dāng)應(yīng)用程序需要的內(nèi)存超出堆的最大值時(shí)，虛擬機(jī)就會(huì)提示內(nèi)存溢出，并且導(dǎo)致應(yīng)用服務(wù)的崩潰，因此需要更改java虛擬機(jī)可使用的內(nèi)存值來提升系統(tǒng)性能。

例如：在文件／bin／catalina.bat的前面，增加如下設(shè)置：JAVA＿OPTS＝＇－Xms256m－Xmx512m＇，表示初始化內(nèi)存為256 MB，可以使用的最大內(nèi)存為512 MB。

2.5 服務(wù)器的優(yōu)化方案

在系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用中，尤其在多節(jié)點(diǎn)、高并發(fā)訪問的情況下，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)服務(wù)器負(fù)載過重的情況，而單純的升級(jí)一臺(tái)服務(wù)器的配置已經(jīng)不能滿足需求，必須設(shè)置多臺(tái)物理服務(wù)器，采用負(fù)載均衡技術(shù)構(gòu)建系統(tǒng)。負(fù)載均衡技術(shù)在減少網(wǎng)絡(luò)堵塞以及提高服務(wù)器響應(yīng)速度方面具有顯著的效果，其原理是根據(jù)具體的策略，將接收到的請(qǐng)求分配給特定的服務(wù)器。通過軟件或者硬件技術(shù)均可以實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡，常用的軟件有LVS，ginx等，硬件有F5，A10等。在性能方面，硬件設(shè)備比軟件更為可靠［9］。負(fù)載均衡的方法有很多種，以下是目前較為常用的幾種方式：①軟件負(fù)載均衡；②反向代理負(fù)載均衡；③DNS負(fù)載均衡；④硬件負(fù)載均衡；⑤基于NAT 的負(fù)載均衡［10］。

3 實(shí)例分析

全國(guó)基層農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣體系管理信息系統(tǒng)目前擁有部級(jí)用戶8 人，省級(jí)用戶4000 余人，市級(jí)用戶200 000 人，縣級(jí)用戶400 000人，其中峰值并發(fā)訪問量可達(dá)10 000人。另外系統(tǒng)每季度均會(huì)進(jìn)行一次全國(guó)范圍的數(shù)據(jù)采集工作，每次采集到的各類信息可達(dá)200 0000余條。針對(duì)這種大用戶、大數(shù)據(jù)、高并發(fā)訪問的情況，系統(tǒng)的性能面臨很大的考驗(yàn)，因此系統(tǒng)基于本方案對(duì)各部分進(jìn)行了優(yōu)化。

在Web應(yīng)用系統(tǒng)中，請(qǐng)求的響應(yīng)時(shí)間為網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)時(shí)間、服務(wù)器響應(yīng)時(shí)間和頁面渲染時(shí)間之和 （圖5），即：TTLB＝ （N1＋N2＋N3＋N4）＋ （A1＋A2＋A3）＋W1。

圖5 請(qǐng)求響應(yīng)時(shí)間構(gòu)成

在網(wǎng)絡(luò)帶寬一定的情況下，只考慮服務(wù)器響應(yīng)時(shí)間以及頁面渲染時(shí)間即可驗(yàn)證系統(tǒng)的響應(yīng)性能是否有顯著優(yōu)化。以并發(fā)訪問量較高的登陸功能為例，單個(gè)請(qǐng)求的各部分響應(yīng)時(shí)間對(duì)比見表2。

表2 各部分響應(yīng)時(shí)間對(duì)比

由表2結(jié)果可知，通過執(zhí)行系統(tǒng)前后端的各項(xiàng)優(yōu)化策略，單個(gè)請(qǐng)求的頁面響應(yīng)時(shí)間縮短了20%。

而在6000用戶并發(fā)訪問的情況下，登陸響應(yīng)時(shí)間、應(yīng)用服務(wù)器CPU 利用率、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器CPU 利用率對(duì)比結(jié)果見表3。

表3 響應(yīng)時(shí)間及利用率對(duì)比

通過表3對(duì)比可知，系統(tǒng)無論是在響應(yīng)時(shí)間還是服務(wù)器CPU 利用率上都有了較大幅度的提高，其中應(yīng)用服務(wù)器CPU 利用率降低了40%，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器CPU 利用率降低了35%。

在最近一次的數(shù)據(jù)采集工作中，系統(tǒng)的各部分功能運(yùn)行正常，各個(gè)服務(wù)器的利用率均未突破85%，響應(yīng)時(shí)間維持在2.5秒以內(nèi)，這也驗(yàn)證了本方案的有效性以及可應(yīng)用性。

4 結(jié)束語

本文針對(duì)全國(guó)基層農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣體系管理信息系統(tǒng)，分析并提供了高并發(fā)Web應(yīng)用系統(tǒng)的性能優(yōu)化策略。首先分析了Web應(yīng)用在大量用戶并發(fā)訪問的情況下，網(wǎng)站響應(yīng)時(shí)間過慢、服務(wù)器超負(fù)載的原因并隨后提出了較為典型的優(yōu)化方案。從Web頁面渲染到服務(wù)器負(fù)載均衡優(yōu)化這五大方面，給出了Web應(yīng)用系統(tǒng)在高并發(fā)情況下的優(yōu)化方案，在最大并發(fā)連接數(shù)、單位時(shí)間內(nèi)處理的HTTP事物數(shù)以及服務(wù)器HTTP帶寬等方面，較大程度上提高了系統(tǒng)性能。該優(yōu)化方案在實(shí)際應(yīng)用中得到了有效驗(yàn)證，成功地提高了Web應(yīng)用系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間以及負(fù)載能力，對(duì)高并發(fā)Web應(yīng)用系統(tǒng)的優(yōu)化具有重要的意義。

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