解决系统性能问题的银弹---缓存技术

在Web领域一个请求的链路可能会非常长，比如我们访问一个美国的网站，整个通信链路会跨越整个太平洋，距离近2万公里。即使是阳光也要跑几十毫秒才能完成这段里程，而网络需要经过各种中继设备，耗时将近200ms。试想，一个网页通常有上百个元素组成(例如图片，js脚本等)，这样在中国打开一个美国的网站将消耗多少时间?

解决上述问题最为有效的技术就是CDN(Content Delivery Network，内容分发网络)技术，该技术通过分部在离最终用户比较近的边缘服务器提供更快的服务。以上文网站为例，当用户从中国访问美国的网站时，会先从国内的CDN节点获取内容，如果没有才会从美国的源服务器获取内容。因为大部分内容都可以从国内获取，免去了跨越大洋造成的网络延时。

图7 CDN示意图

图7是一个CDN的示意图，其中ORIGINAL SERVER就是源服务器，而EDGE SERVER就是边缘服务器。从图中可以看出，终端用户的访问路径。

Web后端的缓存

对于Web服务来说，通常通过关系型数据来存储数据，而数据库的数据通常存储在磁盘中。在高负载场景下数据库往往会成为性能瓶颈。因此，为了提高整个服务的承载能力，往往在业务服务器和数据库之间添加一个缓存服务。这个缓存服务的原理其实与上述的CPU缓存或者文件系统缓存有异曲同工之妙。

由于对于一个Web服务来说，80%以上的请求都是读请求，Web缓存的设计也正是基于这样一个事实。这些数据完全可以缓存到内存中，从而减少数据库访问的负载。由于缓存承载了绝大多数的读请求，因此整个数据库的负载也得到很大的降低。

图8 Web服务缓存

如图8是使用Redis缓存的Web服务架构，本文只是一个简化的架构，实际架构要复杂的多(需要考虑可靠性和承载能力等)。在本架构中业务服务器会根据请求类型优先访问缓存，并根据策略更新缓存内容。目前使用最多的缓存应该是Redis缓存，大家可以深入了解一下。

本文从微观到宏观，从不同的层面介绍了缓存在提升系统性能方面的应用。当然，缓存的应用领域比本文涉及的还要多得多。这里只是一个引子，希望大家能够得到一些启发，为自己系统的性能优化提供一些思路。

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（编辑：辽源站长网）

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