CN104994139A - 一种对高并发网络请求发快速响应的系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种对高并发网络请求发快速响应的系统。采用由北洋环流服务器、南洋环流服务器、分水流服务器、缓冲流服务器和数据流服务器在内的多重系统分流用户请求内容的机制，将用户访问的内容依据对服务器资源要求的不同放置在不同类型的服务器上。当用户进行访问时不再访问一个服务器，而是同时访问多个服务器获取内容，并通过分水流服务器进行用户访问的切换——当用户访问量达到服务器警戒水平时将通常将数据流服务器生成的内容生成静态文件存储到缓冲流服务器上，并将用户访问导入到该服务器。利用本发明可以有效的减轻大量用户同时访问对网站服务器产生的压力，保持网站系统高响应速度。
Description
技术领域
本发明涉及网络通讯技术领域，特别涉及一种对高并发网络请求发快速响应的系统。
背景技术
随着互联网的普及，尤其是电子商务的快速发展，如何应对短时间高密度网络请求已经成为大型网站面对的首要难题之一。出现短时间高密度网络请求的原因通常是很多用户在同一个时间访问同一个网站。例如：在2013年除夕当晚，蛇年第一秒共发出近35000条微博，第一分钟发出近73万条微博！而浏览微博用户数更超出这个数字数倍！这种超高密度访问量常常导致网络带宽在瞬间内耗尽，服务器负载迅速飙高，超过平时几十倍甚至上百倍，随后失去响应。由此引发一系列的连锁效应如数据库瘫痪、用户无法登陆等等，严重的会造成巨大的经济损失和公司名誉严重受损。
目前业界流行的做法是将用户生成的内容(例如推荐博文、最新动态)等做成接口并存放在缓存服务器上。处理用户请求的服务器(即上文中“分水流服务器”)读取缓存服务器里的数据并生成页面发给用户。
但是缓存里的数据每隔一段时间才更新一次(时间长短由技术人员自己设置)，因此用户从缓存里获取的数据一般不是最新数据。
最常规的方案为部署高性能服务器。由高性能服务器来处理更多的用户请求。这种方案的缺陷是要花费相当高的成本。持此之外，公开号：CN101615203B公开了一种并发控制方法及装置，其中公开了一种并发处理机制，但该锁机制仅仅能应用于数据库访问。
发明内容
鉴于现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了对高并发网络请求发快速响应的系统。系统将用户访问的内容依据对服务器资源要求的不同放置在不同类型的服务器上。当用户进行访问时不再访问一个服务器，而是同时访问多个服务器获取内容，从而实现每种内容最快取得响应的效果。
下面具体说明本发明的技术方案。
本发明提出一种“海流”系统，将用户访问的内容依据对服务器资源要求的不同分开放置到静态文件服务器(北洋环流服务器)、动态程序服务器(南洋环流服务器)以及数据流服务器上，并通过分水流服务器进行用户访问的切换——当用户访问量达到服务器警戒水平时将通常将数据流服务器生成的内容生成静态文件存储到缓冲流服务器上，并将用户访问导入 到该服务器。由此达到减轻数据流服务器集群的压力，保证系统高响应速度的目的。
一种对高并发网络请求发快速响应的系统，其特征在于：采用由北洋环流服务器(静态文件服务器)、南洋环流服务器(动态程序服务器)、分水流服务器、缓冲流服务器和数据流服务器组成的系统分流用户请求内容的机制；
所述分水流服务器包括一个请求检查单元、一个计数单元和一个重定向单元；
所述请求检查单元：判定http请求中user-agent字段是否有值，如无值则直接驳回，如有值激活计数单元；
所述计数单元：查询当前时间段内用户访问量是否达到数据流服务器允许最大值的90％；当前时间段与上一时间段用户增长比率是否超过10倍；任一条成立则返回假，反之返回真；
所述重定向单元：当所述计数单元返回假则启动静态页面生成与同步机制模块；当所述计数单元返回真则将请求引导至所述数据流服务器；
所述南洋环流服务器包含计数单元和逻辑处理单元；
所述逻辑处理单元：将用户的操作请求数据写入数据库，并在页面上给用户反馈(通过浏览器异步加载完成)；
所述计数单元：若单位时间内所有用户的操作请求之和小于警戒值时且单个用户提交频率在允许值以下时，执行逻辑处理单元；
若单位时间内所有用户的操作请求之和达到警戒值但小于服务器允许最大值时或单个用户提交频率超过允许值时，系统会在页面上弹出验证码让用户输入；如用户输入正确再执行逻辑处理单元；由此来判别是普通用户还是刷屏器，减轻服务器压力；
若单位时间内所有用户的操作请求之和超过服务器允许最大值时拒绝用户请求并返回服务器忙提示；
所述北洋环流服务器：存放图片，CSS，JavaScript，所述北洋环流服务器在收到用户请求后将指定资源发送至用户端浏览器；
所述南洋环流服务器：处理用户的操作请求，用户的操作请求包括发博文、状态，转发他人状态或文章，写评论；
所述静态页面生成与同步机制模块包含静态页面生成模块和同步模块，所述静态页面生成模块运行在所述数据流服务器上；
所述静态页面生成与同步机制模块：在所述数据流服务器上新开一个进程，模拟一个浏览器请求作为输入参数调用页面生成程序，获取HTML页面，并存储到一个本地目录；
在HTML页面生成之后，在所述数据流服务器和所述缓冲流服务器之间调用同步模块，将HTML页面拷贝到所述缓冲流服务器的文件系统中。
上述的对高并发网络请求发快速响应的系统，其进一步特征在于：使用所述分水流服务器来判定是否需要将用户访问引导至所述缓冲流服务器，引导方式为使用拦截器对用户请求进行拦截后，使用url rewrite将用户请求发送到某个所述数据流服务器上的指定应用程序；
在所述分水流服务器上通过判定http请求中user-agent字段是否有值来判定是正常用户还是刷屏器；
通过让用户输入验证码来区分是请求是来自一般用户还是刷屏器。
本发明同时公开了一种对高并发网络请求发快速响应的方法，采用由北洋环流服务器、南洋环流服务器、分水流服务器、缓冲流服务器和数据流服务器组成的系统分流用户请求内容的机制；包括如下步骤：
步骤一、用户请求首先到达分水流服务器；分水流服务器执行请求检查步骤、计数步骤和重定向步骤；
请求检查步骤判定http请求中user-agent字段是否有值，如无值则直接驳回，如有值激活计数单元；
计数步骤查询当前时间段内用户访问量是否达到数据流服务器允许最大值的90％；当前时间段与上一时间段用户增长比率是否超过10倍；任一条成立则返回假，反之返回真；
重定向步骤当所述计数单元返回假则启动静态页面生成与同步机制；当计数步骤返回真则将请求引导至数据流服务器；
步骤二、如用户请求被引导至数据流服务器，则启动所述静态页面生成与同步机制并以HTML格式返回数据给用户端；
如用户请求被引导至缓冲流服务器，则缓冲流服务器将用户请求的HTML文件直接返回给用户端；当缓冲流服务器没有用户需要的内容并且数据流服务器仍有空余计算能力时，将用户请求重定向回数据流服务器；
步骤三、当用户客户端收到HTML格式的返回的数据时，向北洋环流服务器发送请求获取静态页面生成与同步机制生成的HTML页面，在客户端生成页面；
步骤四、当用户进行操作时，由浏览器发送请求至南洋环流服务器，南洋环流服务器包含计数步骤和逻辑处理步骤；
逻辑处理步骤将用户的操作请求数据写入数据库，并在页面上给用户反馈(通过浏览器异步加载完成)；
计数步骤若单位时间内所有用户的操作请求之和小于警戒值时且单个用户提交频率在允许值以下时，执行逻辑处理步骤；
若单位时间内所有用户的操作请求之和达到警戒值但小于服务器允许最大值时或单个用 户提交频率超过允许值时，系统会在页面上弹出验证码让用户输入；如用户输入正确再执行逻辑处理步骤；由此来判别是普通用户还是刷屏器，减轻服务器压力；
若单位时间内所有用户的操作请求之和超过服务器允许最大值时拒绝用户请求并返回服务器忙提示。
上述对高并发网络请求发快速响应的方法，其进一步特征在于：北洋环流服务器存放图片，CSS，JavaScript，北洋环流服务器在收到用户请求后将指定资源发送至用户端浏览器；
南洋环流服务器处理用户的操作请求，用户的操作请求包括发博文、状态，转发他人状态或文章，写评论；
静态页面生成与同步机制包含静态页面生成步骤和同步步骤，静态页面生成步骤运行在数据流服务器上；
静态页面生成与同步机制为：在数据流服务器上新开一个进程，模拟一个浏览器请求作为输入参数调用页面生成程序，获取HTML页面，并存储到一个本地目录；
在HTML页面生成之后，在数据流服务器和缓冲流服务器之间进行同步步骤，将HTML页面拷贝到缓冲流服务器的文件系统中；
使用分水流服务器来判定是否需要将用户访问引导至所述缓冲流服务器，引导方式为使用拦截器对用户请求进行拦截后，使用url rewrite将用户请求发送到某个所述数据流服务器上的指定应用程序；
在分水流服务器上通过判定http请求中user-agent字段是否有值来判定是正常用户还是刷屏器；
通过让用户输入验证码来区分是请求是来自一般用户还是刷屏器。
本发明提供的应对短时间高密度网络请求的系统及方法能够取得如下有益效果：应用本系统之后，当有热点事件、突发性话题引发大量用户访问时，用户的非操作类访问被引导到无需执行程序的静态流服务器上，有效的降低了网站系统的负荷，由此达到减轻数据流服务器集群的压力，保证系统高响应速度的目的。应用本系统，网站在1分钟1万浏览量的高峰下的响应速度可以缩短到页面显示3秒，登录5秒的范围之内(有公开研究数据显示，如果一个页面响应速度超过3秒，那么57％的用户就会放弃；而在登录某网站时，若超过5秒，74％的用户就不会再登录)。
附图说明
图1为本发明的一种对高并发网络请求发快速响应的系统结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
技术缩略语解释：
静态化：将由服务器程序生成的网页转化为一个HTML文件存放在服务器的文件系统中。
静态服务器：一种优化过的web服务器，在处理静态文件时有很高的性能，常用的有Nginx。
应用程序服务器：运行网站程序的服务器，常用的有php,python,tomcat(Java)等。
缓存：一种将用户最常访问的数据存放在内存中以减轻数据库负载的机制。
异步加载：指浏览器不在用户打开某个网页时加载数据(内容)，而是将这些内容和页面分开加载。普通网站在数据没有加载完成时不会显示页面，使用异步技术可以让网页在数据加载过程中同时加载到浏览器，当数据加载缓慢或出现问题时不会影响页面的正常加载。
定时器：一种程序，每隔一段时间自动执行一次指定的任务。
刷屏器：会自动发送请求的网络程序。经常被人用来刷微博评论。
【实施例1】
如图1所示的一种对高并发网络请求发快速响应的系统，它包括：
北洋环流服务器：存放图片，CSS(样式表)，Javascript存放在该服务器上，该服务器在收到用户请求后将指定资源发送至用户端浏览器。
南洋环流服务器：处理用户的操作请求，如发博文、状态，转发他人状态或文章，写评论等。
数据流服务器：处理用户请求的网站数据，如用户个人朋友圈中的最新内容，当天/本周最热门话题等。对于一个大型网站，该服务器通常是一个服务器集群。
缓冲流服务器：存放静态页面(HTML文件)。该文件即是数据流服务器生成的结果。文件存放在内存当中，收到用户请求时直接从内容中读取，具有非常快的响应速度。
分水流服务器：判断用户对网站数据的请求是发送到数据流服务器还是缓冲流服务器。当分水流服务器统计当前时间段(典型值是30秒)用户数达到警戒值时，将数据流服务器(集群)上的内容静态化并同步到缓冲流服务器上。
【实施例2】
本实施例的一种对高并发网络请求发快速响应的方法，包括如下步骤：
步骤一、用户请求首先到达分水流服务器；分水流服务器包括一个请求检查单元、一个计数单元和一个重定向单元；
请求检查单元功能包括：判定http请求中user-agent字段是否有值，如无值则直接驳回，如有值激活计数单元；
计数单元功能包括，查询：当前时间段内用户访问量是否达到数据流服务器允许最大值 的90％；当前时间段与上一时间段用户增长比率是否超过10倍；任一条成立则返回假，反之返回真；
重定向单元功能包括：当计数单元返回假则启动静态页面生成与同步机制；当计数单元返回真则将请求引导至数据流服务器；
步骤二、如用户请求被引导至数据流服务器，则启动静态页面生成与同步机制并以HTML格式返回数据给用户端；
如用户请求被引导至缓冲流服务器，则缓冲流服务器将用户请求的HTML文件直接返回给用户端；当缓冲流服务器没有用户需要的内容并且数据流服务器仍有空余计算能力时，将用户请求重定向回数据流服务器；
步骤三、当用户客户端收到HTML格式的返回的数据时，向北洋环流服务器发送请求获取静态页面生成与同步机制生成的HTML页面，在客户端生成页面；
步骤四、当用户进行操作时，由浏览器发送请求至南洋环流服务器，南洋环流服务器包含计数单元和逻辑处理单元；
逻辑处理单元功能包括：将用户的操作请求数据写入数据库，并在页面上给用户反馈(通过浏览器异步加载完成)；
计数单元功能包括：若单位时间内所有用户的操作请求之和小于警戒值时且单个用户提交频率在允许值以下时，执行逻辑处理单元；
若单位时间内所有用户的操作请求之和达到警戒值但小于服务器允许最大值时或单个用户提交频率超过允许值时，系统会在页面上弹出验证码让用户输入。如用户输入正确再执行逻辑处理单元。由此来判别是普通用户还是刷屏器，减轻服务器压力。
若单位时间内所有用户的操作请求之和超过服务器允许最大值时拒绝用户请求并返回服务器忙提示。
静态页面生成与同步机制包含静态页面生成步骤和同步步骤，静态页面生成步骤运行在数据流服务器上。静态页面生成与同步机制具体为：1、在数据流服务器上新开一个进程，模拟一个浏览器请求作为输入参数调用页面生成程序，获取HTML页面，并存储到一个本地目录；2、在HTML页面生成之后，在数据流服务器和缓冲流服务器之间进行同步步骤，将HTML页面拷贝到缓冲流服务器的文件系统中。
使用分水流服务器来判定是否需要将用户访问引导至缓冲流服务器，引导方式为使用拦截器对用户请求进行拦截后，使用url rewrite将用户请求发送到某个数据流服务器上的指定应用程序。
在分水流服务器上通过判定http请求中user-agent字段是否有值来判定是正常用户还是 刷屏器。通过让用户输入验证码来区分是请求是来自一般用户还是刷屏器。
以上所述仅为本发明最佳实践之一，但本发明保护范围不限于此，任何了解高并发访问技术的人可以轻易想到的变换或替换，只要在本发明揭露的技术范围之内，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种对高并发网络请求发快速响应的系统，其特征在于：采用由北洋环流服务器、南洋环流服务器、分水流服务器、缓冲流服务器和数据流服务器组成的系统分流用户请求内容的机制；
所述分水流服务器包括一个请求检查单元、一个计数单元和一个重定向单元；
所述请求检查单元：判定http请求中user-agent字段是否有值，如无值则直接驳回，如有值激活计数单元；
所述计数单元：查询当前时间段内用户访问量是否达到数据流服务器允许最大值的90％；当前时间段与上一时间段用户增长比率是否超过10倍；任一条成立则返回假，反之返回真；
所述重定向单元：当所述计数单元返回假则启动静态页面生成与同步机制模块；当所述计数单元返回真则将请求引导至所述数据流服务器；
所述南洋环流服务器包含计数单元和逻辑处理单元；
所述逻辑处理单元：将用户的操作请求数据写入数据库，并在页面上给用户反馈(通过浏览器异步加载完成)；
所述计数单元：若单位时间内所有用户的操作请求之和小于警戒值时且单个用户提交频率在允许值以下时，执行逻辑处理单元；
若单位时间内所有用户的操作请求之和达到警戒值但小于服务器允许最大值时或单个用户提交频率超过允许值时，系统会在页面上弹出验证码让用户输入；如用户输入正确再执行逻辑处理单元；由此来判别是普通用户还是刷屏器，减轻服务器压力；
若单位时间内所有用户的操作请求之和超过服务器允许最大值时拒绝用户请求并返回服务器忙提示；
所述北洋环流服务器：存放图片，CSS，JavaScript，所述北洋环流服务器在收到用户请求后将指定资源发送至用户端浏览器；
所述南洋环流服务器：处理用户的操作请求，用户的操作请求包括发博文、状态，转发他人状态或文章，写评论；
所述静态页面生成与同步机制模块包含静态页面生成模块和同步模块，所述静态页面生成模块运行在所述数据流服务器上；
所述静态页面生成与同步机制模块：在所述数据流服务器上新开一个进程，模拟一个浏览器请求作为输入参数调用页面生成程序，获取HTML页面，并存储到一个本地目录；
在HTML页面生成之后，在所述数据流服务器和所述缓冲流服务器之间调用同步模块，将HTML页面拷贝到所述缓冲流服务器的文件系统中。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：使用所述分水流服务器来判定是否需要将用户访问引导至所述缓冲流服务器，引导方式为使用拦截器对用户请求进行拦截后，使用urlrewrite将用户请求发送到某个所述数据流服务器上的指定应用程序。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：在所述分水流服务器上通过判定http请求中user-agent字段是否有值来判定是正常用户还是刷屏器。
4.根据权利要求1至3之一所述的系统，其特征在于：通过让用户输入验证码来区分是请求是来自一般用户还是刷屏器。
5.一种对高并发网络请求发快速响应的方法，其特征在于：采用由北洋环流服务器、南洋环流服务器、分水流服务器、缓冲流服务器和数据流服务器组成的系统分流用户请求内容的机制；包括如下步骤：
步骤一、用户请求首先到达分水流服务器；分水流服务器执行请求检查步骤、计数步骤和重定向步骤；
请求检查步骤判定http请求中user-agent字段是否有值，如无值则直接驳回，如有值激活计数单元；
计数步骤查询当前时间段内用户访问量是否达到数据流服务器允许最大值的90％；当前时间段与上一时间段用户增长比率是否超过10倍；任一条成立则返回假，反之返回真；
重定向步骤当所述计数单元返回假则启动静态页面生成与同步机制；当计数步骤返回真则将请求引导至数据流服务器；
步骤二、如用户请求被引导至数据流服务器，则启动所述静态页面生成与同步机制并以HTML格式返回数据给用户端；
如用户请求被引导至缓冲流服务器，则缓冲流服务器将用户请求的HTML文件直接返回给用户端；当缓冲流服务器没有用户需要的内容并且数据流服务器仍有空余计算能力时，将用户请求重定向回数据流服务器；
步骤三、当用户客户端收到HTML格式的返回的数据时，向北洋环流服务器发送请求获取静态页面生成与同步机制生成的HTML页面，在客户端生成页面；
步骤四、当用户进行操作时，由浏览器发送请求至南洋环流服务器，南洋环流服务器包含计数步骤和逻辑处理步骤；
逻辑处理步骤将用户的操作请求数据写入数据库，并在页面上给用户反馈(通过浏览器异步加载完成)；
计数步骤若单位时间内所有用户的操作请求之和小于警戒值时且单个用户提交频率在允许值以下时，执行逻辑处理步骤；
若单位时间内所有用户的操作请求之和达到警戒值但小于服务器允许最大值时或单个用户提交频率超过允许值时，系统会在页面上弹出验证码让用户输入；如用户输入正确再执行逻辑处理步骤；由此来判别是普通用户还是刷屏器，减轻服务器压力；
若单位时间内所有用户的操作请求之和超过服务器允许最大值时拒绝用户请求并返回服务器忙提示。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：北洋环流服务器存放图片，CSS，JavaScript，北洋环流服务器在收到用户请求后将指定资源发送至用户端浏览器；
南洋环流服务器处理用户的操作请求，用户的操作请求包括发博文、状态，转发他人状态或文章，写评论。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：静态页面生成与同步机制包含静态页面生成步骤和同步步骤，静态页面生成步骤运行在数据流服务器上；
静态页面生成与同步机制为：在数据流服务器上新开一个进程，模拟一个浏览器请求作为输入参数调用页面生成程序，获取HTML页面，并存储到一个本地目录；
在HTML页面生成之后，在数据流服务器和缓冲流服务器之间进行同步步骤，将HTML页面拷贝到缓冲流服务器的文件系统中。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：使用分水流服务器来判定是否需要将用户访问引导至所述缓冲流服务器，引导方式为使用拦截器对用户请求进行拦截后，使用urlrewrite将用户请求发送到某个所述数据流服务器上的指定应用程序。
9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：在分水流服务器上通过判定http请求中user-agent字段是否有值来判定是正常用户还是刷屏器。
10.根据权利要求5至9之一所述的方法，其特征在于：通过让用户输入验证码来区分是请求是来自一般用户还是刷屏器。
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