優化頁面訪問速度（三）
——服務端優化
一、概述
服務端的優化，主要可以通過訊息佇列、減少資料庫請求（快取）、并發處理、頁面靜態化等方式處理，
二、訊息佇列
1、解決問題
訊息佇列（Message Queue，MQ）有許多不同的實作方式，可以用rabbitmq、activemq、rocketmq，也可以用任務分發系統gearman，
訊息佇列主要是解決訊息的異步發送，即對于某個系統不需要關心的內容，只需要發布一個處理完畢的訊息，帶上一些引數，有需要的系統自行訂閱，例如一些任務執行完成的回呼函式，就可以用mq來實作異步回呼，
2、處理方式
以rabbitmq為例，Rabbitmq的服務器，可以認為是訊息的生產者和消費者的中轉平臺，生產者發布訊息給rabbitmq服務器的交換機（exchange），發布的時候會定義一些路由規則（routing key），Rabbitmq服務器根據路由規則，將訊息從exchange轉發到對應的佇列（queue）中，再由消費者從queue中取訊息，進行處理，如下圖所示：
為了加快處理速度，防止佇列的堆積，可以同時起多個消費者行程，用于消費佇列的內容，
3、確保消費
Rabbitmq有重試機制，在沒有發布成功時，會自動重試發送，當然，如果要確保訊息被消費，可以設定類似TCP的三次握手方式，要求消費者完成訊息的處理后，再發布一條訊息，告知生產者，
生產者可以將發送的訊息單獨記錄到資料庫的一張表中，并且在接到消費者確認處理的訊息后，把對應的資料置狀態，
同時，可以撰寫一個crontab，定時來掃描這個表，將超過一定時間（如10分鐘）未被置成功狀態的記錄，重新發布一次，
用單獨的表來記錄資訊，好處在于，只要表中有資料，表明訊息已經發布出去，這樣當出現訊息為被處理的問題的時候，易于確認是訊息未發布還是訊息接收處理存在問題，
當然，這要求訊息接收方的處理方法是冪等的，即對同一條訊息，無論接到多少次，只處理一次，
4、rabbitmq的routing key
Rabbitmq有好幾種處理方式，如下：
1）廣播
將訊息發布到所有佇列中，由消費者去接收感興趣的訊息，對于不感興趣的訊息直接丟棄，
2）direct
指定發送到某個佇列中，
3）topic
采用正則的方式，將訊息發布到某些佇列中，例如a.*，發布到所有名為a.開頭的佇列，
三、快取
1、解決問題
快取的目的，主要在于減少對資料庫的操作，資料庫的請求，需要占用I/O資源，而快取是存在記憶體中的，速度會快的多，
因此，對于頻繁訪問的資料，且實時性要求沒那么高的，可以通過快取來減少對資料庫的壓力，
另外，對于需要頻繁修改資料的（如文章點擊量）、短時間內大量訪問的（秒殺系統），用快取也是比較好的解決方案，
快取常用的就是redis和memcache，
2、redis和memcache的區別
Memcache是純粹的快取，只有一種key-value形式的存盤，
Redis功能更加強大，支持五種資料結構，包括string、list、hash、set、sorted-set，支持資料的持久化（AOF、快照），支持事務處理，支持哨兵監控，且可以臨時突破記憶體限制（通過持久化的方式），
3、key的設定方式
通常，用 方法名:id 的方式來作為key，這樣比較方便來查找，
4、快取會出現的問題
快取會出現快取穿透、快取雪崩、快取擊穿，
1）快取穿透
當大量查詢不存在的key，由于正常情況下查詢結果不存在的不會存到快取中，這樣會導致大量的查詢繞過快取直接查詢資料庫，
解決方案：對于資料庫不存在的內容，也可以保存一小段時間隨機的時間，如3分鐘，這樣可以避免繞過資料庫的行為，
2）快取雪崩
當所有的key都設定成同一個時間，會出現同一個時間所有key都過期，這樣會發生一瞬間大量請求資料庫的情況，
解決方案：對不同的key，設定一個隨機的時間范圍，比如4分58秒~5分3秒的過期時間，這樣可以避免同一時間都過期，
3）快取擊穿
對于某個key，在一個很短的時間內并發大量訪問，則所有的請求都繞過快取去資料庫取資料，
解決方案：可以設定互斥鎖來解決問題，即請求快取不存在的時候，先去訪問互斥鎖，redis的setnx、memcache的add 某個key，此時，請求資料庫，并將請求結果存入快取，
這樣，下一個請求來的時候，由于存在互斥鎖，key存在的時候無法添加，則表示資料被鎖了，可以隨機等待一個短暫的時間再請求鎖，直到請求成功，再去訪問一次快取，通常此時快取已經有內容了，如果還沒有內容，可以再去請求資料庫，
5、快取過期策略——LRU
快取內容太多，超過機器的記憶體時，需要一個策略剔除部分快取內容，最常用的是LRU策略，即最近最少使用，
具體實作方式，是使用一個佇列來維護快取，當某個快取被訪問，則從佇列底部去除，再添加到佇列的頭部，這樣需要剔除的資料都是最久沒有訪問的資料，
存在問題：
當某個時間有大量的不同的key的訪問，會把佇列弄臟，造成需要的資料被剔除，
解決方案：
1）可以用兩個佇列，當資料訪問一次放到第一個佇列，再次訪問挪到第二個佇列去，然后LRU規則先清理第一個佇列，
2）也可以用多個權重佇列，把重要的內容、可能常訪問的內容，都快取到高級別的佇列中去，把一些不怎么用的內容放到低級的佇列中，
四、并發處理
PHP的并發處理，可以用swoole框架來解決，其可以控制并發消費內容，例如一個頁面的展示，需要從幾個不同的系統取資料，則可以異步取多個地方的資料，在最侄訓總后一起處理，
Swoole框架我也不太熟，后面學習了再分享這部分內容，
五、頁面靜態化
Nginx沒有處理PHP的能力，遇到PHP檔案都要轉發給php-fpm來處理，而遇到html、js、css等，可以直接處理回傳給瀏覽器，
因此，在沒有實作前后端完全分離的頁面，可以使用靜態化的方式，將不常變動的內容，在第一次訪問php檔案的時候，將其轉存為html檔案，并且設定一個過期時間，
后面訪問的時候，根據Linux檔案創建的時間，判斷是否過期，當未到過期時間，可以由Nginx直接取對應的html檔案進行回傳，
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標籤：PHP
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