一、前端優(yōu)化

網(wǎng)站性能優(yōu)化是一個(gè)很綜合的話題，涉及到服務(wù)器的配置和網(wǎng)站前后端程序等各個(gè)方面，我只是從實(shí)際經(jīng)歷出發(fā)，分享一下自己所嘗試過的網(wǎng)站性能優(yōu)化方法。之所以在標(biāo)題上掛一個(gè)web2.0，是因?yàn)楸疚母赜谥行【W(wǎng)站的性能優(yōu)化，我所使用的系統(tǒng)也是典型web2.0的lamp架構(gòu)。

首先講講前端的優(yōu)化，用戶訪問網(wǎng)頁的等待時(shí)間，有80%是發(fā)生在瀏覽器前端，特別是頁面和頁面中各種元素（圖片、css、javascript、 flash…）的下載之上。因此在很多情況下，相對(duì)于把大量的時(shí)間花在艱苦而繁雜的程序改進(jìn)上，前端的優(yōu)化往往能起到事半功倍的作用。雅虎最近將內(nèi)部使用的性能測(cè)試工具yslow向第三方公開，并發(fā)布了著名的網(wǎng)站性能優(yōu)化的十三條規(guī)則，建議你下載并安裝yslow，并作為測(cè)評(píng)網(wǎng)站優(yōu)化效果的工具。下面我挑其中特別有價(jià)值的具體說明一下優(yōu)化的方法：

對(duì)于第一次訪問您網(wǎng)站，尚未在瀏覽器cache中緩存您網(wǎng)站內(nèi)容的用戶，我們可以做的事情包括：

1）減少一個(gè)頁面訪問所產(chǎn)生的http連接次數(shù)
對(duì)于第一次訪問你網(wǎng)站的用戶，頁面所產(chǎn)生的http連接次數(shù)是影響性能的一個(gè)關(guān)鍵瓶頸。

對(duì)策：
- 盡量簡(jiǎn)潔的頁面設(shè)計(jì)，最大程度減少圖片的使用，通過放棄一些不必要的頁面特效來減少javascript的使用。
- 使用一些優(yōu)化技巧，比如利用圖片的背景位移減少圖片的個(gè)數(shù)；image map技術(shù)；使用inline images將css圖片捆綁到網(wǎng)頁中。
- 盡量合并js和css文件，減少獨(dú)立文件個(gè)數(shù)。

2) 使用gzip壓縮網(wǎng)頁內(nèi)容
使用gzip來壓縮網(wǎng)頁中的靜態(tài)內(nèi)容，能夠顯著減少用戶訪問網(wǎng)頁時(shí)的等待時(shí)間（據(jù)說可達(dá)到60%）。主流的web服務(wù)器都支持或提供gzip壓縮，如果使用apache服務(wù)器，只需要在配置文件中開啟 mod_gzip（apache1.x）或mod_deflate(apache2.x)即可。凡是靜態(tài)的頁面，使用gzip壓縮都能夠顯著提高服務(wù)器效率并減少帶寬支出，注意圖片內(nèi)容本身已經(jīng)是壓縮格式了，務(wù)必不要再進(jìn)行壓縮。

3）將css放在頁面頂端，js文件放在頁面底端
css的引用要放在html的頭部header中，js文件引用盡量放在頁面底端標(biāo)簽的后面，主要的思路是讓核心的頁面內(nèi)容盡早顯示出來。不過要注意，一些大量使用js的頁面，可能有一些js文件放在底端會(huì)引起一些難以預(yù)料的問題，根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)運(yùn)用即可。

4）使js文件內(nèi)容最小化
具體來說就是使用一些javascript壓縮工具對(duì)js腳本進(jìn)行壓縮，去除其中的空白字符、注釋，最小化變量名等。在使用gzip壓縮的基礎(chǔ)上，對(duì)js內(nèi)容的壓縮能夠?qū)⑿阅茉偬岣?%。

5）盡量減少外部腳本的使用，減少dns查詢時(shí)間
不要在網(wǎng)頁中引用太多的外部腳本，首先，一次dns的解析過程會(huì)消耗20-120毫秒的時(shí)間；其次，如果在頁面中引用太多的外部文件（如各種廣告、聯(lián)盟等代碼），可能會(huì)因?yàn)橥獠课募捻憫?yīng)速度而將你的網(wǎng)站拖得很慢。如果不得不用，那么就盡量將這些腳本放在頁腳吧。不過有一點(diǎn)需要提及，就是瀏覽器一般只能并行處理同一域名下的兩個(gè)請(qǐng)求，而對(duì)于不同子的域名則不受此限制，因此適當(dāng)將本站靜態(tài)內(nèi)容（css,js）放在其他的子域名下（如 static.xxx.com）會(huì)有利于提高瀏覽器并行下載網(wǎng)頁內(nèi)容的能力。

對(duì)于您網(wǎng)站的經(jīng)常性訪問用戶，主要的優(yōu)化思路就是最大限度利用用戶瀏覽器的cache來減少服務(wù)器的開銷。

1）在header中添加過期時(shí)間(expires header)
在header中給靜態(tài)內(nèi)容添加一個(gè)較長(zhǎng)的過期時(shí)間，這樣可以使用戶今后訪問只讀取緩存中的文件，而不會(huì)與服務(wù)器產(chǎn)生任何的交互。不過這樣做也存在一些問題，當(dāng)圖片、css和js文件更新時(shí)，用戶如果不刷新瀏覽器，就無法獲得此更新。這樣，我們?cè)趯?duì)圖片、css和js文件修改時(shí)，必須要進(jìn)行重命名，才能保證用戶訪問到最新的內(nèi)容。這可能會(huì)給開發(fā)造成不小的麻煩，因?yàn)檫@些文件可能被站點(diǎn)中的許多文件所引用。flickr提出的解決辦法是通過url rewrite使不同版本號(hào)的url事實(shí)上指向同一個(gè)文件，這是一個(gè)聰明的辦法，因?yàn)閡rl級(jí)別的操作效率是很高的，可以給開發(fā)過程提供不少便利。

要理解為什么這樣做，必須要了解瀏覽器訪問url時(shí)的工作機(jī)制：
a. 第一次訪問url時(shí)，用戶從服務(wù)器段獲取頁面內(nèi)容，并把相關(guān)的文件（images,css,js…）放在高速緩存中，也會(huì)把文件頭中的expired time,last modified, etags等相關(guān)信息也一同保留下來。
b. 用戶重復(fù)訪問url時(shí)，瀏覽器首先看高速緩存中是否有本站同名的文件，如果有，則檢查文件的過期時(shí)間；如果尚未過期，則直接從緩存中讀取文件，不再訪問服務(wù)器。
c. 如果緩存中文件的過期時(shí)間不存在或已超出，則瀏覽器會(huì)訪問服務(wù)器獲取文件的頭信息，檢查last modifed和etags等信息，如果發(fā)現(xiàn)本地緩存中的文件在上次訪問后沒被修改，則使用本地緩存中的文件；如果修改過，則從服務(wù)器上獲取最新版本。

我的經(jīng)驗(yàn)，如果可能，盡量遵循此原則給靜態(tài)文件添加過期時(shí)間，這樣可以大幅度減少用戶對(duì)服務(wù)器資源的重復(fù)訪問。

2）將css和js文件放在獨(dú)立外部文件中引用
將css和js文件放在獨(dú)立文件中，這樣它們會(huì)被單獨(dú)緩存起來，在訪問其他頁面時(shí)可以從瀏覽器的高速緩存中直接讀取。一些網(wǎng)站的首頁可能是例外的，這些首頁的自身瀏覽可能并不大，但卻是用戶訪問網(wǎng)站的第一印象以及導(dǎo)向到其他頁面的起點(diǎn)，也可能這些頁面本身使用了大量的ajax局部刷新及技術(shù)，這時(shí)可以將 css和js文件直接寫在頁面中。

3）去掉重復(fù)的腳本
在ie中，包含重復(fù)的js腳本會(huì)導(dǎo)致瀏覽器的緩存不被使用，仔細(xì)檢查一下你的程序，去掉重復(fù)引用的腳本應(yīng)該不是一件很難的事情。

4）避免重定向的發(fā)生
除了在header中人為的重定向之外，網(wǎng)頁重定向常在不經(jīng)意間發(fā)生，被重定向的內(nèi)容將不會(huì)使用瀏覽器的緩存。比如用戶在訪問www.xxx.com，服務(wù)器會(huì)通過301轉(zhuǎn)向到www.xxx.com/，在后面加了一個(gè)“/”。如果服務(wù)器的配置不好，這也會(huì)給服務(wù)器帶來額外的負(fù)擔(dān)。通過配置apache的 alias或使用mod_rewrite模塊等方法，可以避免不必要的重定向。

還有一些，比如使用cdn分發(fā)機(jī)制、避免css表達(dá)式等、避免使用etags等，因?yàn)椴惶Ｓ?，這里就不再贅述了。

做完了上述的優(yōu)化，可以試著用yslow測(cè)試一下網(wǎng)頁的性能評(píng)分，一般都可以達(dá)到70分以上了。

當(dāng)然，除了瀏覽器前端和靜態(tài)內(nèi)容的優(yōu)化之外，還有針對(duì)程序腳本、服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)、負(fù)載的優(yōu)化，這些更深層次的優(yōu)化方法對(duì)技術(shù)有更高的要求。本文的后半部分將重點(diǎn)探討后端的優(yōu)化。

二、后端優(yōu)化

上次寫完web2.0網(wǎng)站前端優(yōu)化篇之后，一直想寫寫后端優(yōu)化的方法，今天終于有時(shí)間將思路整理了出來。

前端優(yōu)化可以避免我們?cè)斐蔁o謂的服務(wù)器和帶寬資源浪費(fèi)，但隨著網(wǎng)站訪問量的增加，僅靠前端優(yōu)化已經(jīng)不能解決所有問題了，后端軟件處理并行請(qǐng)求的能力、程序運(yùn) 行的效率、硬件性能以及系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，將成為影響網(wǎng)站性能和穩(wěn)定的關(guān)鍵瓶頸所在。優(yōu)化系統(tǒng)和程序的性能可以從以下的方面來入手：

1）apache、mysql等軟件的配置的優(yōu)化
盡管apache和mysql等軟件在安裝后使用的默認(rèn)設(shè)置足以使你的網(wǎng)站運(yùn)行起來，但是通過調(diào)整mysql和apache的一些系統(tǒng)參數(shù)，還是可以追求更高的效率和穩(wěn)定性。這個(gè)領(lǐng)域中有很多專業(yè)的文章和論壇（比如： http://www.mysqlperformanceblog.com/），要想掌握也需要進(jìn)行深入的研究和實(shí)踐，這里就不重點(diǎn)討論了。

2）應(yīng)用程序環(huán)境加速
這里僅以我最常應(yīng)用的php開發(fā)環(huán)境為例，有一些工具軟件可以通過優(yōu)化php運(yùn)行環(huán)境來達(dá)到提速的目的，其基本原理大致是將php代碼預(yù)編譯并緩存起來，而不需要改變?nèi)魏未a，所以比較簡(jiǎn)單，可以將php的運(yùn)行效率提升50%以上。比較常用的免費(fèi)php加速工具有：apc( http: //pecl.php.net/package-info.php?package=apc)、turck mmcache（ http://turck-mmcache.sourceforge.net）、php accelebrator(www.php-accelerator.co.uk)，還有收費(fèi)的zend performance suite

3）將靜態(tài)內(nèi)容和動(dòng)態(tài)內(nèi)容分開處理
apache是一個(gè)功能完善但比較龐大的web server，它的資源占用基本上和同時(shí)運(yùn)行的進(jìn)程數(shù)呈正比，對(duì)服務(wù)器內(nèi)存的消耗比較大，處理并行任務(wù)的效率也一般。在一些情況下，我們可以用比較輕量級(jí)的web server來host靜態(tài)的圖片、樣式表和javascript文件，這樣可以大大提升靜態(tài)文件的處理速度，還可以減少對(duì)內(nèi)存占用。我使用的web server是來自俄羅斯的nginx，其他選擇方案還包括lighttpd和thttpd等。

4）基于反向代理的前端訪問負(fù)載均衡
當(dāng)一臺(tái)前端服務(wù)器不足以應(yīng)付用戶訪問時(shí)，通過前端機(jī)實(shí)現(xiàn)web訪問的負(fù)載均衡是最快速可行的方案。通過apache的mod_proxy可以實(shí)現(xiàn)基于反向代理的負(fù)載均衡，這里推薦使用nginx做代理服務(wù)器，處理速度較apache更快一些。

5）應(yīng)用緩存技術(shù)提高數(shù)據(jù)庫(kù)效能，文件緩存和分布式緩存
數(shù)據(jù)庫(kù)訪問處理并發(fā)訪問的能力是很多網(wǎng)站應(yīng)用的關(guān)鍵瓶頸，在想到使用主從結(jié)構(gòu)和多farm的方式構(gòu)建服務(wù)器集群之前，首先應(yīng)該確保充分使用了數(shù)據(jù)庫(kù)查詢的緩存。一些數(shù)據(jù)庫(kù)類型（如mysql的innodb）自身內(nèi)置對(duì)緩存的支持，此外，還可以利用程序方法將常用的查詢通過文件或內(nèi)存緩存起來。比如通過 php中的ob_start和文件讀寫函數(shù)可以很方便的實(shí)現(xiàn)文件形式的緩存，而如果你擁有多臺(tái)服務(wù)器，可以通過memcache技術(shù)通過分布式共享內(nèi)存來對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)查詢進(jìn)行緩存，不僅效率高而且擴(kuò)展性好，memcache技術(shù)在livejournal和craigslist.org等知名網(wǎng)站應(yīng)用中都得到了檢驗(yàn)。

6）服務(wù)器運(yùn)行狀態(tài)的檢測(cè)，找到影響性能的瓶頸所在
系統(tǒng)優(yōu)化沒有一勞永逸的方法，需要通過檢測(cè)服務(wù)器的運(yùn)行狀態(tài)來及時(shí)發(fā)現(xiàn)影響性能的瓶頸，以及可能存在的潛在問題，因?yàn)榫W(wǎng)站的性能，永遠(yuǎn)取決于木桶中的短板。可以編寫一些腳本來檢測(cè)web服務(wù)的運(yùn)行，也有一些開源的軟件也提供了很好的功能

7）良好的擴(kuò)展架構(gòu)是穩(wěn)定和性能的基礎(chǔ)
一些技巧和竅門可以幫你度過眼前的難關(guān)，但要想使網(wǎng)站具備應(yīng)付大規(guī)模訪問的能力，則需要從系統(tǒng)架構(gòu)上進(jìn)行徹底的規(guī)劃，好在很多前人無私的把他們架構(gòu)
網(wǎng)站的經(jīng)驗(yàn)分享給我們，使我們可以少走甚多彎路。我最近讀到的兩篇有啟發(fā)的文章：
- 從livejournal后臺(tái)發(fā)展看大規(guī)模網(wǎng)站性能優(yōu)化方法
- myspace的六次重構(gòu)

最后不得不提到程序編碼和數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)對(duì)性能的影響，一系列糟糕的循環(huán)語句，一個(gè)不合理的查詢語句、一張?jiān)O(shè)計(jì)不佳的數(shù)據(jù)表或索引表，都足以會(huì)使應(yīng)用程序運(yùn)行的速度成倍的降低。培養(yǎng)全局思考的能力，養(yǎng)成良好的編程習(xí)慣，并對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行機(jī)制有所了解，是提高編程質(zhì)量的基礎(chǔ)。