Varnish+Xcache构建高性能WEB构架初探

本文主要讲述web优化方案和缓存工具的调研及使用。根据目前的测试结果来看，采用varnish+xcache作为 apache和php缓存这种架构具有高并发、高稳定性，易扩展等优点，服务器的动态请求处理能力是之前的7倍之多。 通过分析发现，目前对服务器的负载主要是在cpu使用方面，随着流量的增加瓶颈也将出现在cpu方面，而内存和IO方面都不是问题。针对这样的情况，我们就要研究怎么去降低cpu的负载，消除或降低系统的瓶颈。
业务特点分析
U服务采用的是LAMP(Linux Apache mysql php)架构，而服务本身的逻辑比较简单，就是根据不同的url返回特定的页面内容，而这些页面内容基本是不会变的。整个过程是由php动态完成的，不需 要和其他服务器交互。在一个请求的响应过程中，系统cpu的消耗基本都在php处理上面。我们要做的就是尽量减少php的动态处理。

优化方案调研
性能优化通常的方法是采用缓存策略。根据U服务的业务特点，优化主要从两个方面进行，php缓存和前端缓存，原理图如下：

Php缓存调研
每次HTTP请求PHP页面时，PHP代码都会被解析和翻译为操作码（PHP 引擎直接执行的原语指令--类似于汇编语言）再执行。在要求很低或可忽略的情况下，服务器看上去能立即执行这个复杂的解释过程。但是一旦处理的页面增加， 重复工作就会对服务器造成很大的负担。在某些情况下，“编译”PHP代码的时间会远远超过执行该代码所需的时间，并且会对服务器负载造成很大压力。Php缓存主要是缓存opcode，避免重复编译PHP代码。目前针对php的内存缓存策略主要有 memcache 、 eAccelerator 、 xcache 和 APC 。Memcache是一种基于网络的缓存策略，是 一个高性能的分布式的内存对象缓存系统，通过在内存里维护一个统一的巨大的hash表，它能够用来存储各种格式的数据，包括图像、视频、文件以及数据库检 索的结果等。从memcache的特点来看，更适合用于分布式数据库和分布式计算领域。光从页面缓存和加速角度来说远不及eAccelerator、 xcache和APC。eAccelerator、 xcache 和 APC 差 不多，都是自由开放源码php加速器，优化和动态内容缓存，能够大大提高php脚本性能。它使得PHP脚本在编译的状态下，对服务器的开销几乎完全消除。 其中xcache是一种比较新的加速器，是eAccelerator的替代产品，更加稳定和高效，目前shifen前端已在使用。

Http前端缓存调研
针对HTTP的内存缓存策略使用得比较多就是 squid 和 varnish 。Squid 是一种在Linux下使用得比较 多的优秀的代理服务器，针对web用户来说，它还是一个高性能的代理缓存服务器，它将数据缓存在内存中，同时也缓存DNS的查询结果，可以加快网络浏览的 速度，提高客户机的访问命中率。Squid是目前使用的最广的HTTP加速器之一，目前在百度使用得还很少。Varnish 是另一种高性能的开源 HTTP加速器。Varnish 的作者Poul-Henning Kamp是FreeBSD的内核开发者之一，他认为现在的计算机比起1975年已经复杂许多。在1975年时，储存媒介只有两种：内存与硬盘。但现在计算 机系统的内存除了主存外，还包括了CPU内的L1、L2，甚至有L3快取。硬盘上也有自己的快取装置，因此Squid Cache自行处理物件替换的架构不可能得知这些情况而做到最佳化，但操作系统可以得知这些情况，所以这部份的工作应该交给操作系统处理，这就是 Varnish cache设计架构。目前国内有些门户网站如新浪，腾讯正在使用。

缓存工具性能对比及选择
测试平台： HOST：tc-un-ct00.tc OS： Linux 2.6.9_5-4-0-2 #1 SMP CPU: Intel(R) Xeon(R) CPU 5150 @ 2.66GHz × 4 MEM: 8GB 测试数据 ： jx-rcv00 20081028日18:00 – 19:00 间的数据 压力工具 ： pfmtest
Php缓存工具对比测试
几个主流php缓存工具性能对比测试如下：

前端缓存工具对比测试
apache，squid+apache，varnish+apache 性能对比如下：

测试结论
Php缓存工具测试中，xcache在响应时间，cpu占用的方面均有最佳的表现；另一方面，从前端缓存测试结果来看，varnish更适合U服务的全动态服务。
Varnish及xcache的使用
Varnish的使用
varnish 工具的介绍及详细使用方法参见http://varnish.projects.linpro.no/
Xcache的使用
Xcache的介绍及详细使用方法参加http://xcache.lighttpd.net/

 

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