评估Web应用服务器的扩展能力

评估Web应用服务器的扩展能力就是测试在越来越多的用户访问过程中，Web应用服务器的性能和可用性。

一个可扩展的Web应用服务器在处理大量用户访问时，表现出高可用性和很小的性

能降低。同时当增加新的硬件时，应用服务器的容量也应相应的增加。

性能

性能是通过时间来衡量的，这个时间是指从用户提出请求—按下Submit键，手动输入URL或选择链接--到成功的完成这次请求所用的时间。如果从用户提出请求到有效的应答返回的时间大于超时时间，系统会提示请求内容不存在，这表示该服务器的性能是不可靠的。

服务器性能受三个因素的影响：Web应用服务器的构造和配置，网络基础设施和Web 页面的设计。这三个因素都是至关重要的，忽视任何一个，都会影响Web应用的效率。本节主要讲述如何构造高性能的Web应用服务器。

影响性能的主要因素

在进行设计和分析时就应该考虑到影响性能的各方面因素。下面列出了会在某个方面对性能产生影响的一些因素：

数据库/后台服务器的优化— Web 应用常常需要访问一些后台服务器(如： Mail 和数据库)。这些附加服务器的性能有可能影响 Web 应用服务器的性能。
页面大小— 对于相同类型的内容，无论采用何种应用服务器，字节数大的

页面总是比字节数小的页面传送的慢。

应用程序结构— 在应用程序中，完成功能模块的方式有很多种，不同方式的效率是不同的。
应用服务器运行机制— 应用服务器运行机制对其下应用的性能产生很大的影响。
线程模式— 单线程的服务器一般比多线程服务器慢。在多线程应用中，存在多个模块，所以效率较高。
内存使用/缓存— 高效的内存管理和缓存的使用能大大的提高性能。
数据库连接方式— 数据库的连接和断链都需要占用资源。高效的应用服务器能重复利用数据库连接。
编译和脚本处理机制—对应用程序进行预编译并与适当的缓存相结合将大大的提高服务器性能。
文本索引—Web 应用服务器上有效的文本索引机制直接影响文本查询的效率。
集群状态下的负载均衡—在集群状态下对客户请求进行负载均衡处理能大

大改善应用性能。

可用性

可用性—容错能力和可靠性的代名词—表示在约束时间内系统保证服务的能力。可用性分为两种—Web 资源提供或不提供。如果一个合法的用户申请在超时时间内

没有得到正确应答，我们称之为Web资源不提供。系统可用性包括系统应答时间、系统稳定性( 无故障运行时间) 和系统恢复能力( 出现故障后多长时间能完全恢复系统运行)。

影响可用性的重要因素

影响可用性的因素很多，下面列出了值得注意的一部分。

操作系统稳定性—稳定的Web应用运行于不稳定的操作系统中将导致其稳定性的降低。
硬件稳定性—硬件错误将导致服务器不可用
应用服务器运行机制—不合适的运行机制会加大服务器失败或访问超时的可能性。
故障恢复能力—当故障发生后，服务器能自动而有效的进行恢复。故障自动恢复所用的时间越短，表示服务器的可用性越高。
支持集群服务和故障处理—集群服务是指多个服务器分担用户请求。在集群处理中，某个服务器发生故障不会导致Web应用的错误。在提供负载均衡的集群服务中，它根据服务器的空闲状态来决定那个服务器响应用户请求，为用户请求提供最快的应答响应和最小的超时时间。
系统依赖—各系统之间不是相互独立的，每个系统依赖于别的系统的可靠性，多个系统组成一个系统链，链路中某一系统发生故障将导致整个链路的失败。要提高可用性，应减少系统依赖并加入冗余备份。
会话和状态管理—应用服务器会话管理的效率将会大大影响服务器的效率和可用性。

扩展能力

严格的讲，扩展能力就是系统处理越来越多的负载和请求的能力。对应用服务器而言，评估扩展能力包括两方面内容：一是在固定的资源下，负载增加时它的应答能力的变化；另一是加入新的资源后，它性能的提高程度。

应负

答载

时能

间力

负载

相对于负载的直线扩展性

服务器处理能力相对于系统资源

好的扩展能力(不包括初始化缓存)是一条直线。扩展能力相对于负载成直线，意味着在相同的资源下，性能的降低和负载的增加成正比。扩展能力相对于服务器资源成直线，意味着在相同的负载下，性能的提高和资源的改善成正比。

缓存管理和资源管理所花费的开销对服务器扩展能力有一定的影响。缓存允许重复利用资源和处理过程，减少处理页面和调用资源的次数。不考虑别的因素，有效的缓存和应用服务器的扩展能力近似成线性关系。

但随着资源数量的增加，资源管理也日趋复杂.，在资源固定的情况下，包括资源

重用机制在内的额外资源管理的开销，与服务器处理能力的降低成线性关系。例如，在一个单处理器服务器上再加入一个处理器，操作系统必须花费额外开销进行线程同步和处理器协调工作，以提供一个均衡的多处理系统。由于新增处理器而获得的附加处理能力，有一部分被操作系统用来管理这个新增处理器。注意，只有在一定范围内，应用服务器的性能才和资源有关。例如，在网络带宽一定的情况下，为应用服务器加入一个处理器并不能太多的提高性能。上面提到的扩展性与服务器资源成正比，是服务器资源在合适的范围内得出的结论。