1.3 從網(wǎng)站的架構(gòu)發(fā)展看緩存

最初的網(wǎng)站可能就是一臺(tái)物理主機(jī)，放在IDC或者租用的是云服務(wù)器，上面只運(yùn)行著應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)，LAMP（Linux Apache MySQL PHP）就是這樣流行起來(lái)的。由于網(wǎng)站具備了一定的特色，吸引了部分用戶的訪問(wèn)，逐漸會(huì)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的壓力越來(lái)越大，響應(yīng)速度越來(lái)越慢，而這個(gè)時(shí)候比較明顯的往往是數(shù)據(jù)庫(kù)與應(yīng)用的互相影響，于是將應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器從物理上分離開(kāi)來(lái)，變成了兩臺(tái)機(jī)器，這個(gè)時(shí)候技術(shù)上沒(méi)有什么新的要求，系統(tǒng)又恢復(fù)到以前的響應(yīng)速度了，支撐住了更高的流量，并且不會(huì)讓數(shù)據(jù)庫(kù)和應(yīng)用服務(wù)器互相影響。這時(shí)網(wǎng)站后臺(tái)的簡(jiǎn)單架構(gòu)一般如圖1-2所示。

圖1-2 簡(jiǎn)單的網(wǎng)站架構(gòu)示意圖

隨著訪問(wèn)網(wǎng)站的人數(shù)越來(lái)越多，響應(yīng)速度又開(kāi)始變慢了，可能是訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)的操作太多，導(dǎo)致數(shù)據(jù)連接競(jìng)爭(zhēng)激烈，因此緩存開(kāi)始登場(chǎng)。若想通過(guò)緩存機(jī)制來(lái)減少數(shù)據(jù)庫(kù)連接資源的競(jìng)爭(zhēng)和對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)讀的壓力，那么可以選擇采用靜態(tài)頁(yè)面緩存，這樣程序上可以不做修改，就能夠很好地減少對(duì)Web服務(wù)器的壓力以及減少對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)連接資源的競(jìng)爭(zhēng)。隨后，動(dòng)態(tài)緩存登場(chǎng)，將動(dòng)態(tài)頁(yè)面里相對(duì)靜態(tài)的部分也緩存起來(lái)，因此考慮采用類似的頁(yè)面片段緩存策略。

隨著訪問(wèn)量的持續(xù)增加，系統(tǒng)又開(kāi)始變慢，怎么辦？數(shù)據(jù)緩存來(lái)了，將系統(tǒng)中重復(fù)獲取的數(shù)據(jù)信息從數(shù)據(jù)庫(kù)加載到本地，同時(shí)降低了數(shù)據(jù)庫(kù)的負(fù)載。

隨著系統(tǒng)訪問(wèn)量的再度增加，應(yīng)用服務(wù)器又扛不住了，開(kāi)始增加Web服務(wù)器。那如何保持應(yīng)用服務(wù)器中數(shù)據(jù)緩存信息的同步呢？例如之前緩存的用戶數(shù)據(jù)等，這個(gè)時(shí)候通常會(huì)開(kāi)始使用緩存同步機(jī)制以及共享文件系統(tǒng)或共享存儲(chǔ)等。

在享受了一段時(shí)間的訪問(wèn)量高速增長(zhǎng)后，系統(tǒng)再次變慢。開(kāi)始數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào)優(yōu)，優(yōu)化數(shù)據(jù)庫(kù)自身的緩存，接下來(lái)是采用數(shù)據(jù)庫(kù)集群以及分庫(kù)分表的策略。分庫(kù)分表的規(guī)則是有些復(fù)雜的，考慮增加一個(gè)通用的框架來(lái)實(shí)現(xiàn)分庫(kù)分表的數(shù)據(jù)訪問(wèn)，這個(gè)就是數(shù)據(jù)訪問(wèn)層（Data Access Layer, DAL）。同時(shí)，在這個(gè)階段可能會(huì)發(fā)現(xiàn)的之前的緩存同步方案會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，因?yàn)閿?shù)據(jù)量太大，導(dǎo)致現(xiàn)在不太可能將緩存存儲(chǔ)在本地后再同步，于是分布式緩存終于來(lái)了，將大量的數(shù)據(jù)緩存轉(zhuǎn)移到分布式緩存上。

至此，系統(tǒng)進(jìn)入了無(wú)級(jí)縮放的大型網(wǎng)站階段，當(dāng)網(wǎng)站流量增加時(shí)，應(yīng)對(duì)的解決方案就是不斷添加Web服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、以及緩存服務(wù)器了。此時(shí)，大型網(wǎng)站的系統(tǒng)架構(gòu)演變?yōu)閳D1-3所示。

圖1-3 大型網(wǎng)站的架構(gòu)示意圖

縱觀網(wǎng)站架構(gòu)的發(fā)展歷程，業(yè)務(wù)量的增長(zhǎng)是幸福的，但也有成長(zhǎng)的煩惱，而緩存技術(shù)就是解除煩惱的靈丹妙藥，這再次證明了什么是緩存為王。

現(xiàn)在，可以從緩存在系統(tǒng)中的位置來(lái)看這一王者在系統(tǒng)中各個(gè)層面的應(yīng)用了。