| 提高ASP.Net應用程序性能的十大方法 | |||
| ［作者：不詳 轉貼自：不詳 點(diǎn)擊數： 92 字體:【大 中 小】 更新時(shí)間：2006-3-2 15:27:54］ | |||
| 本文討論: 提高asp.net應用程序性能的常說(shuō)的神話(huà) 有用的提高asp.net應用程序性能的技巧 Asp.net應用程序操作數據庫的建議 Asp.net中的緩存與后臺處理進(jìn)程 現在寫(xiě)一個(gè)asp.net的web應用程序變得非常的簡(jiǎn)單,許多的程序員都不愿花時(shí)間去構建一個(gè)性能良好的應用程序。本文將要討論提高web應用程序性能的十大方法。我將不限于只討論asp.net應用程序的內容，因為它們只是web應用程序的一個(gè)子集。本文也不能提供一個(gè)完整提高web應用程序性能的指南，因為這需要一本書(shū)的篇幅。本文只提供一個(gè)提高web應用程序性能的良好的開(kāi)端。（剩下的只有我們自己慢慢研究了）。 在工作這外，我經(jīng)常去攀巖，在每次攀巖之前，我都會(huì )重溫一下攀巖線(xiàn)路圖及看一下前面的成功的攀巖者的建議。因為我們需要它們的成功經(jīng)驗。同樣的，當你需要修改某個(gè)有性能問(wèn)題的程序或者是要開(kāi)發(fā)一個(gè)高性能的站點(diǎn)時(shí)，你也需要學(xué)習怎么樣寫(xiě)一個(gè)高性能的web應用程序。 我個(gè)人的經(jīng)驗主要來(lái)源于在微軟的asp.net組擔任程序經(jīng)理，運行和管理www.asp.net網(wǎng)站，和協(xié)助開(kāi)發(fā)Community Server（它是asp.net Forums，.Text, and nGallery的集成升級版本軟件）。我想這些經(jīng)驗能我讓來(lái)幫助大家。 你也許會(huì )想到把你的應用程序劃分成不同的邏輯層。你也可能聽(tīng)過(guò)三層物理架構或N層架構，這是最常用的架構模式，它把不同的程序功能物理的分配給各個(gè)硬件來(lái)執行。這樣，如果我們想提高應用程序的性能的話(huà)，加一些硬件就可以達到目的了。按理說(shuō)這種方法能提高應用程序的性能,但是我們應該避免使用這種方法。所以，只要有可能，我們都應該把asp.net頁(yè)面和它用到的組件放到一個(gè)應用程序中運行。 因為分布式的布署，要用到web services或者Remoting，它將使應用程序的性能下降20%或者更多。 對于數據層有點(diǎn)不同，最好還是把它獨立出來(lái)布署，用一個(gè)單獨的硬件來(lái)運行它。雖然這樣，但是數據庫仍然是應用程序性能的瓶頸。因此，當你想優(yōu)化你的程序的時(shí)候，首先想到的地方就應該是優(yōu)化數據層了。 在修改應用程序的出現性能問(wèn)題的地方之前，你要先確認出問(wèn)題的地方的程序看起來(lái)很?chē)烂?，性能分析器對于查找應用程序哪些地方花費了多長(cháng)時(shí)間非常有用。這些地方是我們用直覺(jué)感覺(jué)不到的。 本文討論兩種類(lèi)型的性能優(yōu)化：一種是大的性能優(yōu)化(big optimizations)，如用asp.net的Cache；另一種是小的性能優(yōu)化（tiny optimizations）。小幅的性能優(yōu)化有時(shí)候非常有用。你只對你的代碼作一個(gè)小的改到，然后一次調用它一千或一萬(wàn)次。作一次大的性能優(yōu)化，你會(huì )發(fā)生你的應用程序的速度會(huì )有一個(gè)很大的提升。作一次小的性能優(yōu)化，也許每次請求只能提高一微秒，但是如果每天的請求量很大的話(huà)，那么應用程序就有很顯著(zhù)的性能提升。 數據層的性能 當你要優(yōu)化一個(gè)應用程序的性能的時(shí)候，你可以按下面的順序工作：你的代碼要訪(fǎng)問(wèn)數據庫？如果要，訪(fǎng)問(wèn)數據庫頻率怎么樣？同樣，這種測試方法也可以用在用web services或Remoting的程序代碼中。本文將不討論用Web services和Remoting的程序優(yōu)化的問(wèn)題。 如果在你的代碼中有一段必須訪(fǎng)問(wèn)數據庫的請求，而你在其它的地方又看到實(shí)現同樣的功能 的代碼，那么你首先要優(yōu)化它。修改和完善繼續測試，除非你有一個(gè)非常大的性能問(wèn)題，你的時(shí)間最好花在優(yōu)化查詢(xún)，連接數據庫，返回數據集的大小，以及一次查詢(xún)往返回的時(shí)間上。 根據經(jīng)驗的總結，讓我們來(lái)看看十個(gè)能幫助你提升你的應用程序性能的經(jīng)驗，我將按將它們提升效率的多少從大到小小依次說(shuō)明。 一、返回多個(gè)數據集 檢查你的訪(fǎng)問(wèn)數據庫的代碼，看是否存在著(zhù)要返回多次的請求。每次往返降低了你的應用程序的每秒能夠響應請求的次數。通過(guò)在單個(gè)數據庫請求中返回多個(gè)結果集，可以減少與數據庫通信的時(shí)間，使你的系統具有擴展性，也可以減少數據庫服務(wù)器響應請求的工作量。 如果你是用動(dòng)態(tài)的SQL語(yǔ)句來(lái)返回多個(gè)數據集，那我建議你用存儲過(guò)程來(lái)替代動(dòng)態(tài)的SQL語(yǔ)句。是否把業(yè)務(wù)邏輯寫(xiě)到存儲過(guò)程中，這個(gè)有點(diǎn)爭議。但是我認為，把業(yè)務(wù)邏輯寫(xiě)到存儲過(guò)程里面可以限制返回結果集的大小，減小網(wǎng)絡(luò )數據的流量，在邏輯層也不用在過(guò)濾數據，這是一個(gè)好事情。 用SqlCommand對象的ExecuteReader方法返回一個(gè)強類(lèi)型的業(yè)務(wù)對象，再調用NextResult方法來(lái)移動(dòng)數據集指針來(lái)定位數據集。示例一演示了一個(gè)返回多個(gè)ArrayList強類(lèi)型對象的例子。只從數據庫中返回你需要的數據可以大大的減小你的服務(wù)器所耗用的內存。 二、對數據進(jìn)行分頁(yè) ASP。NET的DataGrid有一個(gè)非常有用的功能：分頁(yè)。如果DataGrid允許分頁(yè)，在某一時(shí)刻它只下載某一頁(yè)的數據，另外，它有一個(gè)數據分頁(yè)的濟覽導航欄，它讓你可以選擇瀏覽某一頁(yè)，而且每次只下載一頁(yè)的數據。 但是它有一個(gè)小小的缺點(diǎn)，就是你必須把所有的數據都綁定到DataGrid中。也就是說(shuō)，你的數據層必須返回所有的數據，然后DataGrid再根據當前頁(yè)過(guò)濾出當前頁(yè)所需要的數據顯示出來(lái)。如果有一個(gè)一萬(wàn)條記錄的結果集要用DataGrid進(jìn)行分頁(yè)，假設DataGrid每頁(yè)只顯示25條數據，那就意味著(zhù)每次請求都有9975條數據都是要丟棄的。每次請求都要返回這么大的數據集，對應用程序的性能影響是非常大的。 一個(gè)好的解決方案是寫(xiě)一個(gè)分頁(yè)的存儲過(guò)程，例子2是一個(gè)用于對Northwind數據庫orders表的分頁(yè)存儲過(guò)程。你只需要傳當前頁(yè)碼，每頁(yè)顯示的條數兩個(gè)參數進(jìn)來(lái)，存儲過(guò)程會(huì )返回相應的結果。 在服務(wù)器端，我專(zhuān)門(mén)寫(xiě)了一個(gè)分頁(yè)的控件來(lái)處理數據的分頁(yè)，在這里，我用了第一個(gè)方法，在一個(gè)存儲過(guò)程里面返回了兩個(gè)結果集：數據記錄總數和要求的結果集。 返回的記錄總數取決于要執行查詢(xún)，例如，一個(gè)where條件可以限制返回的結果集的大小。因為在分頁(yè)界面中必須要根據數據集記錄的大小來(lái)計算總的頁(yè)數，所以必須要返回結果集的記錄數。例如，如果一共有1000000條記錄，如果用where條件就可以過(guò)濾成只返回1000條記錄，存儲過(guò)程的分頁(yè)邏輯應該知道返回那些需要顯示的數據。 三、連接池 用TCP來(lái)連接你的應用程序與數據庫是一件昂貴的事情（很費時(shí)的事情），微軟的開(kāi)發(fā)者可以通過(guò)用連接池來(lái)反復的使用數據庫的連接。比起每次請求都用TCP來(lái)連一次數據庫，連接池只有在不存在有效的連接時(shí)才新建一個(gè)TCP連接。當關(guān)閉一個(gè)連接的時(shí)候，它會(huì )被放到池中，它仍然會(huì )保持與數據庫的連接，這樣就可以減少與數據庫的TCP連接次數。 當然，你要注意那些忘記關(guān)的連接，你應在每次用完連接后馬上關(guān)閉它。我要強調的是：無(wú)論什么人說(shuō).net framework中的GC(垃圾收集器)總會(huì )在你用完連接對象后調用連接對象的Close或者Dispose方法顯式的關(guān)閉你的連接。不要期望CLR會(huì )在你想象的時(shí)間內關(guān)掉連接，雖然CLR最終都要銷(xiāo)毀對象和關(guān)閉邊接，但是我們并不能確定它到底會(huì )在什么時(shí)候做這些事情。 要用連接池優(yōu)化，有兩條規則，第一，打開(kāi)連接，處理數據，然后關(guān)閉連接。如果你必須在每次請求中多次打開(kāi)或關(guān)閉連接，這好過(guò)一直打開(kāi)一個(gè)邊接，然后把它傳到各個(gè)方法中。第二，用相同的連接字符串（或者用相同的用戶(hù)標識，當你用集成認證的時(shí)候）。如果你沒(méi)有用相同的連接字符串，如你用基于登錄用戶(hù)的連接字符串，這將不能利用連接池的優(yōu)化功能。如果你用的是集成的論證，因為用戶(hù)很多，所以你也不能充分利用連接池的優(yōu)化功能。.NET CLR提供了一個(gè)數據性能計數器，它在我們需要跟蹤程序性能特性的時(shí)候非常有用，當然也包括連接池的跟蹤了。 無(wú)論你的應用程序什么時(shí)候要連在另一臺機子的資源，如數據庫，你都應該重點(diǎn)優(yōu)化你連資源所花的時(shí)間，接收和發(fā)送數據的時(shí)間，以及往返回之間的次數。優(yōu)化你的應用程序中的每一個(gè)處理點(diǎn)（process hop），它是提高你的應用的性能的出發(fā)點(diǎn)。 應用程序層包含與數據層連接，傳送數據到相應的類(lèi)的實(shí)例以及業(yè)務(wù)處理的邏輯。例如，在Community Server中，要組裝一個(gè)Forums或者Threads集合，然后應用業(yè)務(wù)邏輯，如授權，更重要的，這里要完成緩存邏輯。 四、 ASP。NET緩存API 在寫(xiě)應用程序之前,你要做的第一件事是讓?xiě)贸绦蜃畲蠡睦肁SP.NET的緩存功能。 如果你的組件是要在A(yíng)sp.net應用程序中運行，你只要把System.Web.dll引用到你的項目中就可以了。然后用HttpRuntime.Cache屬性就可訪(fǎng)問(wèn)Cache了（也可以通過(guò)Page.Cache或HttpContext.Cache訪(fǎng)問(wèn)）。 有以下幾條緩存數據的規則。第一，數據可能會(huì )被頻繁的被使用，這種數據可以緩存。第二，數據的訪(fǎng)問(wèn)頻率非常高，或者一個(gè)數據的訪(fǎng)問(wèn)頻率不高，但是它的生存周期很長(cháng)，這樣的數據最好也緩存起來(lái)。第三是一個(gè)常常被忽略的問(wèn)題，有時(shí)候我們緩存了太多數據，通常在一臺X86的機子上，如果你要緩存的數據超過(guò)800M的話(huà)，就會(huì )出現內存溢出的錯誤。所以說(shuō)緩存是有限的。換名話(huà)說(shuō)，你應該估計緩存集的大小，把緩存集的大小限制在10以?xún)?，否則它可能會(huì )出問(wèn)題。在A(yíng)sp.net中，如果緩存過(guò)大的話(huà)也會(huì )報內存溢出錯誤，特別是如果緩存大的DataSet對象的時(shí)候。 這里有幾個(gè)你必須了解的重要的緩存機制。首先是緩存實(shí)現了“最近使用”原則（ a least-recently-used algorithm），當緩存少的時(shí)候，它會(huì )自動(dòng)的強制清除那些無(wú)用的緩存。其次 “條件依賴(lài)”強制清除原則（expiration dependencies），條件可以是時(shí)間，關(guān)鍵字和文件。以時(shí)間作為條件是最常用的。在asp.net2.0中增加一更強的條件，就是數據庫條件。當數據庫中的數據發(fā)生變化時(shí)，就會(huì )強制清除緩存。要更深入的了解數據庫條件依賴(lài)請看Dino Esposito 在MSDN雜志2004年七月刊的Cutting Edge專(zhuān)欄文章。Asp.net的緩存架構如下圖所示： 五、 預請求緩存 在前面，我提到過(guò)即使我們只對某些地方作了一個(gè)小小的性能改進(jìn)也可以獲得大的性能提升，我非常喜歡用預請求緩存來(lái)提升程序的性能。 雖然Cache API設計成用來(lái)保存某段時(shí)間的數據，而預請求緩存只是保存某個(gè)時(shí)期的某個(gè)請求的內容。如果某個(gè)請求的訪(fǎng)問(wèn)頻率高，而且這個(gè)請求只需要提取，應用，修改或者更新數據一次。那么就可以預緩存該請求。我們舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)明。 在CS的論壇應用程序中，每一個(gè)頁(yè)面的服務(wù)器控件都要求得到用于決定它的皮膚（skin）的自定義的數據，以決定用哪個(gè)樣式表及其它的一些個(gè)性化的東西。這里面的某些數據可能要長(cháng)時(shí)間的保存，有些時(shí)間則不然，如控件的skin數據，它只需要應用一次，而后就可以一直使用。 要實(shí)現預請求緩存，用Asp.net 的HttpContext類(lèi)，HttpContext類(lèi)的實(shí)例在每一 個(gè)請求中創(chuàng )建，在請求期間的任何地方都可以通過(guò)HttpContext.Current屬性訪(fǎng)問(wèn)。HttpContext類(lèi)有一個(gè)Items集合屬性，在請求期間所有的對象和數據都被添加到這個(gè)集合中緩存起來(lái)。和你用Cache緩存訪(fǎng)問(wèn)頻率高數據一樣，你可以用HttpContext.Items緩存那些每個(gè)請求都要用到的基礎數據。它背后的邏輯很簡(jiǎn)單：我們向HttpContext.Items中添加一個(gè)數據，然后再從它里面讀出數據。 六、 后臺處理 通過(guò)上面的方法你的應用程序應該運行得很快了，是不是？但是在某些時(shí)候，程序中的一次請求中可能要執行一個(gè)非常耗時(shí)的任務(wù)。如發(fā)送郵件或者是檢查提交的數據的正確性等。 當我們把asp.net Forums 1.0集成在CS中的時(shí)侯，發(fā)現提交一個(gè)新的帖子的時(shí)候會(huì )非常的慢。每次新增一個(gè)帖子的時(shí)侯，應用程序首先要檢查這個(gè)帖子是不是重復提的，然后用“badword”過(guò)濾器來(lái)過(guò)濾，檢查圖片附加碼，作帖子的索引，把它添加到合適的隊列中，驗證它的附件，最后，發(fā)郵件到它的訂閱者郵件箱中。顯然，這個(gè)工作量很大。 結果是它把大量的時(shí)間都花在做索引和發(fā)送郵件中了。做帖子的索引是一項很耗時(shí)的操作，而發(fā)郵件給訂閱都需要連接到SMTP服務(wù)，然后給每一個(gè)訂閱者都發(fā)一封郵件，隨著(zhù)訂閱用戶(hù)的增加，發(fā)送郵件的時(shí)間會(huì )更長(cháng)。 索引和發(fā)郵件并不需要在每次請求時(shí)觸發(fā)，理想狀態(tài)下，我們想要批量的處理這些操作，每次只發(fā)25封郵件或者每隔5分鐘把所有的要發(fā)的新郵件發(fā)一次。我們決定使用與數據庫原型緩存一樣的代碼，但是失敗了，所以又不得不回到VS.NET 2005。 我們在System.Threading命名空間下找到了Timer類(lèi)，這個(gè)類(lèi)非常有用，但卻很少有人知道，Web開(kāi)發(fā)人員則更少有人知道了。一旦他建了該類(lèi)的實(shí)例，每隔一個(gè)指定的時(shí)間，Timer類(lèi)就會(huì )從線(xiàn)程池中的一個(gè)線(xiàn)程中調用指定的回調函數。這意味著(zhù)你的asp.net應用程序可以在沒(méi)有請求的時(shí)候也可以運行。這就是后以處理的解決方案。你就可以讓做索引和發(fā)郵件工作在后臺運行，而不是在每次請求的時(shí)候必須執行。 后臺運行的技術(shù)有兩個(gè)問(wèn)題，第一是，當你的應用程序域卸載后，Timer類(lèi)實(shí)例就會(huì )停止運行了。也就是不會(huì )調用回調方法了。另外，因為CLR的每個(gè)進(jìn)程中都有許多的線(xiàn)程在運行，你將很難讓Timer獲得一個(gè)線(xiàn)程來(lái)執行它，或者能執行它，但會(huì )延時(shí)。Asp.net層要盡量少的使用這種技術(shù)，以減少進(jìn)程中線(xiàn)程的數量，或者只讓請求用一小部分的線(xiàn)程。當然如果你有大量的異步工作的話(huà)，那就只能用它了。 這里沒(méi)有足夠的空間有貼代碼，你可以從http://www.rob-howard.net/中下載示例程序，請下載Blackbelt TechEd 2004的示例程序。 七、 頁(yè)面輸出緩存和代理服務(wù) Asp.net是你的界面層（或者說(shuō)應該是），它包含頁(yè)面，用戶(hù)控件，服務(wù)器控件（HttpHandlers 和HttpModules）以及它們生成的內容。如果你有一個(gè)Asp.net頁(yè)面用來(lái)輸出html，xml,imgae或者是其它的數據，對每一個(gè)請求你都用代碼來(lái)生成相同的輸出內容，你就很有必要考慮用頁(yè)面輸出緩存了。 你只要簡(jiǎn)單的把下面的這一行代碼復制到你的頁(yè)面中就可以實(shí)現了： <%@ PageOutputCache VaryByParams=”none” Duration=”60” %> 你就可以有效的利用第一次請求里生成的頁(yè)面輸出緩存內容，60秒后重新生成一道頁(yè)面內容。這種技術(shù)其實(shí)也是運用一些低層的Cache API來(lái)實(shí)現。用頁(yè)面輸出緩存有幾個(gè)參數可以配置，如上面所說(shuō)的VaryByParams參數，該參數表示什么時(shí)候觸發(fā)重輸出的條件，也可以指定在Http Get或Http Post 請求模式下緩存輸出。例如當我們設置該參數為VaryByParams=”Report”的時(shí)候，default.aspx?Report=1或者default.aspx?Report=2請求的輸出都會(huì )被緩存起來(lái)。參數的值可以是多個(gè)用分號隔開(kāi)參數。 許多人都沒(méi)有意識到當用頁(yè)面輸出緩存的時(shí)候，asp.net也會(huì )生成HTTP頭集（HTTP Header）保存在下游的緩存服務(wù)器中，這些信息可以用于Microsoft Internet安全性中以及加速服務(wù)器的響應速度。當HTTP緩存的頭被重置時(shí)，請求的內容會(huì )被緩在網(wǎng)絡(luò )資源中，當客戶(hù)端再次請求該內容時(shí)，就不會(huì )再從源服務(wù)器上獲得內容了，而直接從緩存中獲得內容。 | |||
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