發(fā)布時(shí)間：2020-11-10 00:56

　　 隨著Internet的普及以及大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái),主流網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的日常訪問(wèn)量已經(jīng)達(dá)到萬(wàn)億級(jí)別。面臨海量的用戶并發(fā)訪問(wèn),如何保證網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用用戶優(yōu)質(zhì)流暢的體驗(yàn)成為網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用待解決的難點(diǎn)之一。為了解決高并發(fā)問(wèn)題,網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的體系構(gòu)架與設(shè)計(jì)需要從內(nèi)到外地改進(jìn)和加強(qiáng),令并發(fā)處理的能力從各方面得到提升。從內(nèi)部上,網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用不僅要改進(jìn)構(gòu)架設(shè)計(jì)而且也要對(duì)構(gòu)架內(nèi)應(yīng)用的重要算法進(jìn)行改進(jìn),從外部上也需要運(yùn)用第三方有利于提高并發(fā)能力的技術(shù)。與多線程編程模型比較,采用事件驅(qū)動(dòng)異步I/O模型的Node.js技術(shù)更加適合應(yīng)用于高并發(fā)、大數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)響應(yīng)的場(chǎng)景。本文從解決網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用高并發(fā)難點(diǎn)的角度出發(fā),主要研究工作是設(shè)計(jì)一種高性能高并發(fā)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架設(shè)計(jì)方案和研究改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用構(gòu)架中負(fù)載均衡層應(yīng)用的負(fù)載均衡算法。論文完成的主要工作如下:(1)分析現(xiàn)今常用的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用構(gòu)架類型,總結(jié)出構(gòu)架整體方案和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則。針對(duì)高性能高并發(fā)的問(wèn)題,基于Node.js技術(shù)設(shè)計(jì)一種高性能高并發(fā)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用構(gòu)架方案。設(shè)計(jì)方案的各個(gè)模塊分別為負(fù)載均衡層、核心處理層和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層。負(fù)載均衡層采用Nginx技術(shù)應(yīng)用負(fù)載均衡算法。核心處理層是基于Node.js技術(shù)完成網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用業(yè)務(wù)邏輯處理,其中內(nèi)存緩存服務(wù)采用Redis技術(shù)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層選用非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)Mongo DB實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。(2)研究分析常用的負(fù)載均衡算法,對(duì)加權(quán)輪詢算法進(jìn)行深入分析,將CPU、內(nèi)存、磁盤(pán)I/O速率、網(wǎng)絡(luò)帶寬和響應(yīng)時(shí)間等參數(shù)加入到加權(quán)輪詢算法的權(quán)值計(jì)算中進(jìn)行算法改進(jìn),并對(duì)改進(jìn)前后算法進(jìn)行測(cè)試分析,證明改進(jìn)的算法的有效性。(3)根據(jù)本文研究的高性能高并發(fā)構(gòu)架解決方案以及改進(jìn)的負(fù)載均衡算法,完成一個(gè)博客應(yīng)用,并對(duì)博客功能進(jìn)行展示。
【學(xué)位單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TP393.02
【部分圖文】：

圖 2.1 Node.js 基本架構(gòu)圖Node Standard Library 是我們使用頻率很高的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，如 Http, Buffer 模塊等。Node Bindings 是溝通 Javascript 和 C++的橋梁，封裝 V8 和 Libuv 的細(xì)節(jié)，向上層提供基礎(chǔ) API 服務(wù)。V8 是 Google 開(kāi)發(fā)的 JavaScript 引擎，提供 JavaScript 運(yùn)行環(huán)境，可以說(shuō)它就是 Node.js 的發(fā)動(dòng)機(jī)。Libuv 是專門(mén)為 Node.js 開(kāi)發(fā)的一個(gè)封裝庫(kù)，提供跨平臺(tái)的異步 I/O 能力。C-ares 提供了異步處理 DNS 相關(guān)的能力http_parser、OpenSSL、zlib 等提供包括 http 解析、SSL、數(shù)據(jù)壓縮等其他能力。最后架構(gòu)的底層是支撐 Node.js 運(yùn)行的關(guān)鍵，代碼由 C/C++實(shí)現(xiàn)。Libuv 不僅提供了跨平臺(tái)的異步 I/O 能力，還提出在不同的 I/O 輪詢機(jī)制上的復(fù)雜抽象，即為套接字和其他實(shí)體提供高級(jí)抽象的“句柄(handles)”和“流(streams)”。圖 2.2 展示了組成 libuv 的不同部分以及與之相關(guān)的子系統(tǒng)。

圖 2.1 Node.js 基本架構(gòu)圖Node Standard Library 是我們使用頻率很高的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，如 Http, Buffer 模塊等。Node Bindings 是溝通 Javascript 和 C++的橋梁，封裝 V8 和 Libuv 的細(xì)節(jié)，向上層提供基礎(chǔ) API 服務(wù)。V8 是 Google 開(kāi)發(fā)的 JavaScript 引擎，提供 JavaScript 運(yùn)行環(huán)境，可以說(shuō)它就是 Node.js 的發(fā)動(dòng)機(jī)。Libuv 是專門(mén)為 Node.js 開(kāi)發(fā)的一個(gè)封裝庫(kù)，提供跨平臺(tái)的異步 I/O 能力。C-ares 提供了異步處理 DNS 相關(guān)的能力。http_parser、OpenSSL、zlib 等提供包括 http 解析、SSL、數(shù)據(jù)壓縮等其他能力。最后架構(gòu)的底層是支撐 Node.js 運(yùn)行的關(guān)鍵，代碼由 C/C++實(shí)現(xiàn)。Libuv 不僅提供了跨平臺(tái)的異步 I/O 能力，還提出在不同的 I/O 輪詢機(jī)制上的復(fù)雜抽象，即為套接字和其他實(shí)體提供高級(jí)抽象的“句柄(handles)”和“流(streams)”。圖 2.2 展示了組成 libuv 的不同部分以及與之相關(guān)的子系統(tǒng)。

杭州電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文系統(tǒng)調(diào)用return無(wú)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)到達(dá)數(shù)據(jù)拷貝拷貝完成等待達(dá)遞交至aio_read指定的時(shí)間處理程序aio_read讀完成事件處理內(nèi)核應(yīng)用進(jìn)程用程序續(xù)執(zhí)行，其它邏輯圖 2.7 異步 I/O 模型件決定的程序執(zhí)行流被稱為事件驅(qū)動(dòng)，通常以主循環(huán)，事件處理程為特征。如圖 2.8 所示為事件驅(qū)動(dòng)模型圖。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2877218