优化网站软件（基于一次ContentDownload变慢而进行的网站性能优化）

平时运行无常的网站，突然出现了某个接口TTFB缓慢问题，于是乎开始定位和解决，先说明一下网站的技术栈： 编程语言：PHP、Javascript、Vue、Java 开发框架：Laravel、SpringBoot 中间件：Redis、Kafka、Nginx 数据库：Mysql、MongoDB 云服务：腾讯云（使用了CDN加速）业务接口的逻辑： 页面发送一个ajax请求，业务处理这块，PHP这块只是作为一个中转过渡的作用，实际上业务的主要处理都是放在SpringBoot这边。页面请求Laravel的一个接口，接口中只是做了一些基本的参数校验，然后内部调用SpringBoot接口，接收到SpringBoot接口返回数据之后，PHP直接将数据返回给客户端。伪代码如下：public function page(Request $Request){
//参数校验

//将请求数据包暂存redis，因为请求传参数据包比较大，这种方式可以减少传参数据的大小
$redis_id = makeUuid();
$WS->sessionSet($redis_id, json_encode($args), 120, true);

//内部调用SpringBoot接口（使用的是内网IP）
$apiData = InnerRequest::get($_SERVER['SERVER_NAME'],'application/page/handle',[
'method' => 'page.get',
'data' => $redis_id
]);

if ($apiData['code'] != 200) {
return response()->json(['code' => $apiData['code'], 'message' => $apiData['message']]);
}

//获取缓存数据
$data = $WS->sessionGet($apiData['data']['data'], true);
$WS->sessionRemove($apiData['data']['data'], true);
if (empty($data)) {
return response()->json(['code' => 500, 'message' => "无返回数据结果"]);
}

/**
* 1、处理返回的对象数据包
* 1.1：去掉不需要的字段
*/

return response()->json($data);
}影响网页加载速度的因素影响一个网站的因素是多方面的，我们大致可以列举一下： 1】服务器从磁盘中读取页面数据 2】页面静态文件数量以及大小 3】页面ajax请求数量 4】服务器的响应时间 5】服务器本身的性能 6】浏览器本地渲染和计算的时间Chrome浏览器DevTools指标说明分析网页加载速度，主要查看Timing指标，而Timing主要有以下几个维度：1、Queuing主要是资源加载的排队不可优化部分请求被渲染引擎推迟，如脚本/样式会优先，图片推迟。生成磁盘缓存条目所用的时间（通常非常迅速）。可优化部分请求已被暂停，以等待将要释放的不可用TCP套接字。浏览器线程池不是无限的，需要等待socket(TCP)释放。 合并小文件减少请求。 请求被暂停，HTTP 1上，浏览器仅允许每个源拥有六个TCP连接。主要是对服务器的保护。 可以把资源放到不同的域名上，参考`域名发散`。2、Stalled/Blocking请求等待发送所用的时间。Queuing中的所有原因加上代理协商所用的任何时间。不可优化部分Queuing中不可优化部分代理协商可优化部分Queuing中可优化部分相同的N次请求 缓存锁，一般资源加载不会加载相同的，但ajax有可能，加timestamp可解决。3、Proxy Negotiation与代理服务器连接协商所用的时间。主要是浏览器通过代理服务器去服务目标服务，如本地代理Fiddler，一般无法优化。4、DNS LookupDNS查询所用的时间可优化部分不要有太多的新域名（可能递归查询绕地球一圈），参考域名收敛。减少DNS解析路径（如果内部有很多DNS服务器解析）。5、Initial Connection / Connecting建立连接所用的时间，包括TCP 握手/重试和协商 SSL的时间。6、SSL完成SSL握手所用的时间。可优化部分需要区分好什么资源需要https，什么需要http。7、Request Sent / Sending发出网络请求所用的时间。通常不到一毫秒。8、Waiting (TTFB)等待初始响应所用的时间，也称为至第一字节的时间。可优化部分* 服务器响应速度 * 服务器网络带宽9、Content Download / Downloading接收响应数据所用的时间。可优化部分* 服务器网络带宽 * 单个文件大小一、首先网站出现TTFB时长变长相关截图：调取慢日志：Laravel框架一直在打印出现了文件锁[13-May-2021 11:00:39] [pool wepaas] pid 98751
script_filename = /ebsig/data/laravel/public/index.php
[0x00007f9fb2e1ee20] fopen() /ebsig/data/laravel/vendor/laravel/framework/src/Illuminate/Filesystem/Filesystem.php:54
[0x00007f9fb2e1ed70] sharedGet() /ebsig/data/laravel/vendor/laravel/framework/src/Illuminate/Session/FileSessionHandler.php:71
[0x00007f9fb2e1ecd0] read() /ebsig/data/laravel/vendor/laravel/framework/src/Illuminate/Session/Store.php:97
[0x00007f9fb2e1ec50] readFromHandler() /ebsig/data/laravel/vendor/laravel/framework/src/Illuminate/Session/Store.php:87
[0x00007f9fb2e1eb80] loadSession() /ebsig/data/laravel/vendor/laravel/framework/src/Illuminate/Session/Store.php:71
[0x00007f9fb2e1eb20] start() /ebsig/data/laravel/vendor/laravel/framework/src/Illuminate/Session/Middleware/StartSession.php:102
[0x00007f9fb2e1eab0] Illuminate\Session\Middleware\{closure}() /ebsig/data/laravel/vendor/laravel/framework/src/Illuminate/Support/helpers.php:1041
[0x00007f9fb2e1ea30] tap() /ebsig/data/laravel/vendor/laravel/framework/src/Illuminate/Session/Middleware/StartSession.php:103
[0x00007f9fb2e1e9c0] startSession() /ebsig/data/laravel/vendor/laravel/framework/src/Illuminate/Session/Middleware/StartSession.php:57
[0x00007f9fb2e1e890] handle() /ebsig/data/laravel/vendor/laravel/framework/src/Illuminate/Pipeline/Pipeline.php:151
[0x00007f9fb2e1e7c0] Illuminate\Pipeline\{closure}() /ebsig/data/laravel/vendor/laravel/framework/src/Illuminate/Routing/Pipeline.php:53
[0x00007f9fb2e1e700] Illuminate\Routing\{closure}() /ebsig/data/laravel/vendor/laravel/framework/src/Illuminate/Cookie/Middleware/AddQueuedCookiesToResponse.php:37
[0x00007f9fb2e1e630] handle() /ebsig/data/laravel/vendor/laravel/framework/src/Illuminate/Pipeline/Pipeline.php:151
[0x00007f9fb2e1e560] Illuminate\Pipeline\{closure}() /ebsig/data/laravel/vendor/laravel/framework/src/Illuminate/Routing/Pipeline.php:53
[0x00007f9fb2e1e4a0] Illuminate\Routing\{closure}() /ebsig/data/laravel/vendor/laravel/framework/src/Illuminate/Cookie/Middleware/EncryptCookies.php:66
[0x00007f9fb2e1e370] handle() /ebsig/data/laravel/vendor/laravel/framework/src/Illuminate/Pipeline/Pipeline.php:151
[0x00007f9fb2e1e2a0] Illuminate\Pipeline\{closure}() /ebsig/data/laravel/vendor/laravel/framework/src/Illuminate/Routing/Pipeline.php:53
[0x00007f9fb2e1e1e0] Illuminate\Routing\{closure}() /ebsig/data/laravel/vendor/laravel/framework/src/Illuminate/Pipeline/Pipeline.php:104
[0x00007f9fb2e1e160] then() /ebsig/data/laravel/vendor/laravel/framework/src/Illuminate/Routing/Router.php:667
[0x00007f9fb2e1e0b0] runRouteWithinStack() /ebsig/data/laravel/vendor/laravel/framework/src/Illuminate/Routing/Router.php:642解决方案：由于分布式框架原因，应用使用的是共享存储，后面将Laravel框架内的session文件目录调整到服务根目录的tmp下，调整Laravel框架下的config\session.php文件/*
|————————————————————————–
| Session File Location
|————————————————————————–
|
| When using the native session driver, we need a location where session
| files may be stored. A default has been set for you but a different
| location may be specified. This is only needed for file sessions.
|
*/

'files' => '/tmp'同时也将限流限制去掉//调整文件app\Http\Kernel.php

/**
* The application's route middleware groups.
*
* @var array
*/
protected $middlewareGroups = [
'web' => [
\App\Http\Middleware\EncryptCookies::class,
\Illuminate\Cookie\Middleware\AddQueuedCookiesToResponse::class,
\Illuminate\Session\Middleware\StartSession::class,
\Illuminate\View\Middleware\ShareErrorsFromSession::class,
\App\Http\Middleware\VerifyCsrfToken::class,
\Illuminate\Routing\Middleware\SubstituteBindings::class,
],

'api' => [
//'throttle:60,1', //把这个拿掉
'bindings',
],
];Laravel默认的限流是针对IP，频率为60次/分钟，经过测试发现，如果多个IP属于同一个局域网，比如连接同一个WI-FI，则会判定为同一个IP，进行限流。也就是说如果同一个局域网下有20人在使用，那么每人刷新3次，就达到了限流标准。 就会返回429 Too Many Requests ,而且是以Laravel默认的错误页面渲染的方式返回，如果不加以处理，在特定场景下无法满足业务需求。VUE代码优化：vue-router配置路由 , 使用vue的异步组件技术 , 可以实现按需加载.
但是,这种情况下一个组件生成一个js文件

{ path: '/home', name: 'home', component: resolve => require(['@/components/home'],resolve) },
{ path: '/index', name: 'Index', component: resolve => require(['@/components/index'],resolve) },
{ path: '/about', name: 'about', component: resolve => require(['@/components/about'],resolve) }解决方案：删除了无用的路由和一些页面文件，调整路由，确保所有的路由页面都走懒加载的方式。关于TTFB优化结语：主要还是因为Session文件存储问题导致的TTFB缓慢，业务的代码这块并不存在耗时的部分，调整了存储目录之后，网站没有再出现TTFB过长问题，但是紧接着出现了Content-download耗时过长问题，平时运行正常的页面，却出现了需要3秒左右的加载时间。二、解决网站出现ContentDownload过长相关截图：问题初步分析：从截图中可以分析出来，返回的数据包相对较大（330KB），其次也有可能是因为服务端的网络带宽问题引起的传输过慢。于是从服务端和代码层面都做了详细的日志跟踪打印。应用程序跟踪：从Laravel框架index入口开始，对于整个请求链路做了耗时打印，由于服务端会对每次请求头追加一个请求ID，HTTP_X_REQUEST_ID，所以有了这个请求ID，就能够对一次请求的完整链路做很好的跟踪。<?php

/**
* Laravel – A PHP Framework For Web Artisans
*
* @package Laravel
* @author Taylor Otwell <[email protected]>
*/

/*
|————————————————————————–
| Register The Auto Loader
|————————————————————————–
|
| Composer provides a convenient, automatically generated class loader for
| our application. We just need to utilize it! We'll simply require it
| into the script here so that we don't have to worry about manual
| loading any of our classes later on. It feels great to relax.
|
*/
$starttime = microtime(true);

require __DIR__.'/../bootstrap/autoload.php';

/*
|————————————————————————–
| Turn On The Lights
|————————————————————————–
|
| We need to illuminate PHP development, so let us turn on the lights.
| This bootstraps the framework and gets it ready for use, then it
| will load up this application so that we can run it and send
| the responses back to the browser and delight our users.
|
*/

$app = require_once __DIR__.'/../bootstrap/app.php';

require_once __DIR__ . '/../app/Libraries/Login.php';

$handle_files_time = microtime(true)-$starttime;

if ($handle_files_time > 0.5) {
error_log($_SERVER['REQUEST_URI'].'<br>'.$_SERVER['HTTP_X_REQUEST_ID'].'==require_once文件结束总耗时:' . $handle_files_time);
}

/*
|————————————————————————–
| Run The Application
|————————————————————————–
|
| Once we have the application, we can handle the incoming request
| through the kernel, and send the associated response back to
| the client's browser allowing them to enjoy the creative
| and wonderful application we have prepared for them.
|
*/

$send_starttime = microtime(true);

$kernel = $app->make(Illuminate\Contracts\Http\Kernel::class);

$response = $kernel->handle(
$request = Illuminate\Http\Request::capture()
);

$response->send();

$handle_business_time = microtime(true)-$send_starttime;

if ($handle_business_time > 0.5) {
error_log($_SERVER['REQUEST_URI'].'<br>'.$_SERVER['HTTP_X_REQUEST_ID'].'==response->send耗时：' . $handle_business_time);
}

$terminate_starttime = microtime(true);

$kernel->terminate($request, $response);

$handle_terminate_time = microtime(true)-$terminate_starttime;

if ($handle_terminate_time > 0.5) {
error_log($_SERVER['REQUEST_URI'].'<br>'.$_SERVER['HTTP_X_REQUEST_ID'].'==kernel->terminate耗时：' . $handle_terminate_time);
}跟踪结果：从打印的日志来看，凸显出了两块问题： 1、出现了redis超时问题，正式环境部署的是哨兵模式 2、出现了json_decode超时服务端方面的优化：1、解决CDN中的gzip问题 1.1：在CDN上调整gzip的策略 1.2：由于腾讯云只能针对具体文件后缀去压缩，程序这边将需要对返回数据包压缩的ajax接口加.pack后缀，变向实现2、调整redis，从哨兵模式换成单机模式3、进行了扩容 3.1：需要部署自动扩容机制代码方面的优化： 1、由于之前调整了session的存储目录，所以关闭了框架的csrf校验 2、面查询接口返回数据方式调整，将数据包暂存redis，只返回redis的key，PHP再通过key获取数据关于Content-download优化结语：在业务代码这块没有什么问题，主要还是周边的一些问题。比如腾讯云的CDN加速不能像Nginx那样可以根据Content-Type做加速，只能通过具体的文件后缀去做加速，基于这样的背景，我们不得不调整返回数据包比较大的接口路由，在Laravel接口路由后面加上了“.pack”后缀，然后把这个后缀加入到CDN加速里面。三、结束语经过针对两次性能问题的优化，最终网站响应很稳定，基本上在1秒之内即可完成加载和渲染。现在的网站建设不再像以前那样普通，架构上是分布式，服务器上用到各种云服务，代码层面上前后端分离开发，所以要想解决一个网站的性能问题，得各方面结合起来一起分析排查，这对于解决问题的人员整体素质要求还是有点的，需要掌握前端和后端整体的框架，也需要有足够多的技术基础作为分析问题的支持。

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