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网站后端开发要学什么?

网站速度很重要。在本文中,我们将讨论后端优化。我们将对加速您网站的方式进行排名,向您展示哪些优化对加载时间的影响最大。这意味着我们将首先解决常见问题,例如未优化的查询,这些问题会降低网站的性能,并且易于识别和修复。我们将通过讨论查询和数据库优化,缓存,Web托管解决方案和内容交付网络来跟进这些简单的修复。

1.减轻N + 1查询问题

“N + 1”问题减慢了许多应用程序的速度。当向数据库中的链接字段发出过多查询而不是发出包含需要检索的所有记录的复杂SQL查询时,会发生此问题。在ActiveRecord中 – Rails中内置的对象关系映射(ORM)工具 – N + 1问题通过急切加载解决。通过急切加载,可以使用单个查询而不是多个查询来请求所有关联实体,从而降低应用程序的性能。

2.数据库优化

未经优化的数据库也会降低您的网站速度。要加速数据库,请考虑使用索引并对数据库进行规范化和非规范化。下面,我们将为您提供如何使用关系数据库执行此操作的示例。

规范化数据库

尽管在设计关系数据库时规范化是理所当然的,但有些开发人员有时会忽略这个过程。

数据库设计(包括表和列的结构以及它们之间的关系)涉及正常形式的概念,旨在优化数据库的结构。普通表单表示应用于数据库的线性规则集,用于数据库规范化。数据库规范化的目的是减少和消除冗余数据并确保相关的数据依赖性,以避免在数据库字段中插入,更新或删除数据时出现问题。

总而言之,规范化可帮助您减少数据库占用的空间量,并有效地组织数据以提高数据库性能。

网站后端开发要学什么

数据库索引

减慢查询速度的常见问题是根本未使用或未正确使用的索引。数据库中的索引与书中的索引具有相同的功能:每个索引元素包含所需对象的名称以及显示其位置的标识符。为数据库列创建索引,以便查询不需要遍历所有列来搜索匹配数据; 相反,数据库只搜索索引。但是,请记住,索引可能会降低数据库的速度。尽管索引可以加速数据返回,但它们会减慢数据的插入,更新和删除速度。

数据库的非规范化

非规范化是对规范化数据库的故意修改,因此它不符合正常形式。非规范化的主要目标是通过向现有表中添加额外表或属性等冗余数据来减少选择查询所需的时间,从而使数据更易于访问。

数据库非规范化可以帮助您解决以下问题:

大量的表连接。我们经常需要将大量查询表连接到规范化数据库。虽然表连接是一种资源密集型操作,但此类查询会占用服务器资源并需要时间来执行。要加速这些查询,请考虑通过向其中一个表添加额外字段来进行非规范化。

计算值。通常,执行复杂计算的查询会降低数据库的性能。如果您的数据库定期执行复杂的计算,则有必要向表中添加其他列以保存常用且难以计算的数据。创建包含预先计算值的列可以在查询执行期间节省大量时间。但是,它还需要及时更新本专栏中的数据。

3.缓存

缓存是将数据存储在缓存中并重新加载的过程,因此不会为每个用户反复渲染网页。缓存使用户能够在使用最少的服务器资源的情况下在很短的时间内处理大量数据。

缓存可以在客户端和服务器端实现。在我们之前的文章中,我们讨论了客户端缓存(也称为浏览器缓存),其中包括图像缓存,HTTP标头,网页等。在本文中,我们将更详细地讨论服务器端缓存。

服务器端缓存是存储在服务器上的数据的缓存; 客户的浏览器无法使用此数据。虽然这些是常见的缓存机制,但每个框架或CMS都有自己的开箱即用缓存实现,用于缓存整个网页,网页片段和数据库查询。

SQL缓存

当重复查询被发送到数据库时,它实际上不会到达数据库。第一次返回查询时,结果存储在查询缓存(内存)中,第二次返回查询时,它直接从内存中检索。但请记住,查询缓存只是临时存储,这就是为什么您应该选择低级缓存来长期存储查询结果。

片段缓存

片段缓存是最常见的缓存类型。使用片段缓存,可以缓存单独的页面块。页面块的缓存对于动态Web应用程序很有用,因为它们的内容经常更新,缓存的结果可能很快变得无关紧要。此外,复杂的Web应用程序通常包含许多块和组件。因此,对网页块的任何更改都需要重新呈现整个页面并再次存储页面,这使得整个网页的缓存效率低下。这就是为什么缓存单独的片段是提高网站性能的首选方法。

页面缓存和动作缓存

页面缓存是以前版本的Rails中的默认选项,但它已从Rails 4中删除。现在,可以使用actionpack-page_caching gem 实现页面缓存。Rails中的页面缓存是一种有效的缓存类型,完全在Web服务器上完成,无需通过Rails堆栈。这意味着Web服务器返回缓存的静态内容,而不向Rails应用程序发送请求。实际上,这意味着网页几乎是即时传输的,这使其成为缓存内容的最快方法之一。

但请记住,页面缓存不适合具有频繁更新的内容(如新闻源)的应用程序,因为在这种情况下,缓存的查询结果将返回用户之前看到的内容。

此外,页面缓存在具有用于身份验证或错误消息生成的操作的网页上不可用。但是,您可以实现操作缓存,这与页面缓存类似。不同之处在于动作缓存命中Rails堆栈,因此它在提供缓存之前运行所谓的“在操作之前”。您可以使用actionpack-action_caching gem来启用操作缓存。

网站后端开发要学什么

缓存的好处

缓存可提高您网站的速度。首先,它减少了数据库加载时间,因为可以重复使用一次找到的结果。其次,缓存减少了应用程序服务器的加载时间,因为曾经缓存的网页可以多次传输给用户。最后,缓存增加了服务器处理用户请求的速度,因为您只需立即将缓存的查询结果返回给用户,而无需查询数据库和呈现数据。

4.网页寄存解决方案

Web托管公司拥有自己的服务器 – 存储和运行Web应用程序,数据库和软件的计算机。此外,Web主机还提供备份和服务器管理等服务。您的网站速度直接取决于您所依赖的Web托管服务,并且Web主机具有不同的容量和可扩展性选项。最常见的Web托管类型包括共享Web托管,虚拟专用服务器(VPS),云托管和专用托管。

虽然共享Web托管是最便宜和最受欢迎的解决方案,但我们不会在本文中考虑它,因为它没有提供足够的功能来确保稳定的网站和一致的速度。

虚拟专用服务器

虚拟专用服务器是非常便宜的共享Web托管包和昂贵的专用主机之间的中间人。VPS提供商为每个客户端提供个人虚拟服务器,由于您的配置不会影响其他客户端(与共享主机一样),因此比共享主机更具可配置性和可扩展性。

此外,VPS价格也是可以承受的,但如果您的网站扩展并需要额外的服务,它们可能会上涨。VPS是具有平均流量的网站的最佳解决方案。由于其可扩展性,虚拟专用服务器也非常适合预期在某些时段出现流量高峰的电子商务网站。

云托管

您可能会质疑VPS和云托管之间是否存在任何差异,因为两者都基于云基础架构。然而,它们是不同的:通过云托管,计算资源分布在多个服务器上。这使得云托管具有高度可扩展性 – 您可以根据应用程序所面临的负载增加或减少应用程序的计算资源。许多云托管提供商提供自动扩展,这意味着平台会在流量高峰时自动为您的应用分配更多资源。此外,云托管是可靠的 – 计算资源位于多个物理服务器之间,因此如果一个失败,您的应用程序将继续运行。

定价是云托管的另一个优势。由于计算资源是灵活的,通过云托管,您只需为您使用的内容付费。提供商提供每月和每小时的费率,并收取您的应用可能使用的额外资源的费用。因此,通过云托管,您无需为您的网站不需要的资源付费。作为一个缺点,如果您的网站遇到长时间的流量高峰,您最终可能会收到一笔巨额账单。

云托管是运行具有不可预测流量的应用程序的中小型企业的绝佳选择(这对电子商务网站来说很常见)。提供商可以提供针对特定类型的应用程序定制的云托管计划。例如,如果您需要托管在Magento平台上运行的电子商务网站,您可以使用Magento虚拟主机,这将有助于您更好地管理应用程序并提高其性能。

专用主机

专用托管为您提供专用服务器 – 仅属于您的物理服务器。这是一种昂贵的解决方案。首先,您支付租用服务器的费用(通常,价格从每月150美元起)。其次,您需要系统管理员来维护和管理您的服务器。但是,通过专用托管,您可以获得全部资源和功能。此外,您可以自定义从操作系统到内存类型的所有内容。对于企业级网站和稳定性和速度至关重要的高流量网站,建议使用专用托管。

底线

那么您应该选择哪种网络托管包?答案很简单:考虑您的业务需求。

对于需要高度可扩展,灵活且可靠的平台来托管其应用程序的企业而言,云托管是一个很好的选择。与此同时,云托管提供的管理和配置机会少于VPS或专用托管。

对于拥有大量网站访问者的中小型企业而言,VPS是最佳解决方案。除了提供必要的计算资源(内存,存储,处理)基线以保持完整和稳定的网站运行之外,您还可以随着时间的推移添加任意数量的其他资源,以便随着业务的增长扩展托管。当您的网站遭遇意外的访问量时,此功能在季节性流量突发期间非常有用。

VPS和专用托管每个月可以处理超过一百万的访问者,这就是为什么专用托管只有在您需要更大的灵活性来调整托管环境并让员工维护自己的服务器时才合理。

5.内容分发网络(CDN)

内容交付网络(CDN)是世界各地的分布式代理服务器系统。这些服务器也称为“边缘服务器”:它们的功能是缓存静态内容,如图像。

网站的页面加载速度取决于其服务器的位置:服务器离用户越近,页面加载的速度就越快。CDN背后的主要思想是提供有利的地理位置,使最终用户能够更快地下载内容。通过使用CDN服务,您可以解决以下问题:

延迟减少

CDN的存在点(POP)均匀分布,以使用户能够更快地检索所请求的内容。例如,如果来自日本的访问者试图从位于美国的服务器检索内容,则CDN将通过提供来自日本的服务器(尽可能接近最终用户)的数据来减少延迟。

降低成本

您的网站越受欢迎,就会有越多人尝试访问它。为了确保网站的快速页面加载,您需要在多个位置提供服务器。但是,处理和操作服务器,尤其是在不同地点的服务器,是非常昂贵的。许多企业主决定使用CDN提供商比构建他们自己的服务器系统和维护它们便宜得多,也更方便。

提高稳定性

CDN的一个优点是提高了稳定性。如果一台服务器出现故障,用户的请求将自动重定向到最近的可用服务器,因此用户甚至不会注意到延迟。

改进的可伸缩性

所有企业都试图获得尽可能多的流量。然而,由黑色星期五或简单的成功营销策略等节假日引起的流量激增(突然爆发的流量)可能导致网站速度不佳甚至错误。由于流量高峰,单个服务器可能会出现故障,但传统CDN通过分配负载来缓解此问题。

网站后端开发要学什么

结论

网页加载速度对于吸引和留住客户非常重要。通常,我们会区分前端和后端技术,以提高您的网站速度。您的网站的后端或服务器部分对最终用户不可见,但在网站速度方面,这一点非常重要。上面讨论的一些技术甚至可以由非技术人员实施,尽管其中一些技术需要具有深厚技术背景的专家。但是,任何和所有提高网站速度的努力都值得花时间和精力。

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