对于一个日访问量达到百万级的网站来说，速度很快就成为一个瓶颈。除了优化内容发布系统的应用本身外，如果能把不需要实时更新的动态页面的输出结果转化成静态网页来发布，速度上的提升效果将是显著的，因为一个动态页面的速度往往会比静态页面慢2－10倍，而静态网页的内容如果能被缓存在内存里，访问速度甚至会比原有动态网页有2－3个数量级的提高。

• 动态缓存和静态缓存的比较
• 基于反向代理加速的站点规划
  
• 基于apache mod_proxy的反向代理加速实现
• 基于squid的反向代理加速实现
• 面向缓存的页面设计

后台的内容管理系统的页面输出遵守可缓存的设计，这样就可以把性能问题交给前台的缓存服务器来解决了，从而大大简化CMS系统本身的复杂程度。

静态缓存和动态缓存的比较

静态页面的缓存可能有2种形式：其实主要区别就是CMS是否自己负责关联内容的缓存更新管理。

1. 静态缓存：是在新内容发布的同时就立刻生成相应内容的静态页面，比如：2003年3月22日，管理员通过后台内容管理界面录入一篇文章后，就立刻生成http://www.chedong.com/tech/2003/03/22/001.html这个静态页面，并同步更新相关索引页上的链接。
   
   
2. 动态缓存：是在新内容发布以后，并不预先生成相应的静态页面，直到对相应内容发出请求时，如果前台缓存服务器找不到相应缓存，就向后台内容管理服务器发出请求，后台系统会生成相应内容的静态页面，用户第一次访问页面时可能会慢一点，但是以后就是直接访问缓存了。
   
   如果去ZDNet等国外网站会发现他们使用的基于Vignette内容管理系统都有这样的页面名称：0,22342566,300458.html。其实这里的0,22342566,300458就是用逗号分割开的多个参数：
   第一次访问找不到页面后，相当于会在服务器端产生一个doc_type= 0&doc_id=22342566&doc_template=300458的查询，
   而查询结果会生成的缓存的静态页面： 0,22342566,300458.html
   

静态缓存的缺点：

• 复杂的触发更新机制：这两种机制在内容管理系统比较简单的时候都是非常适用的。但对于一个关系比较复杂的网站来说，页面之间的逻辑引用关系就成为一个非常非常复杂的问题。最典型的例子就是一条新闻要同时出现在新闻首页和相关的3个新闻专题中，在静态缓存模式中，每发一篇新文章，除了这篇新闻内容本身的页面外，还需要系统通过触发器生成多个新的相关静态页面，这些相关逻辑的触发也往往就会成为内容管理系统中最复杂的部分之一。
• 旧内容的批量更新： 通过静态缓存发布的内容，对于以前生成的静态页面的内容很难修改，这样用户访问旧页面时，新的模板根本无法生效。

在动态缓存模式中，每个动态页面只需要关心，而相关的其他页面能自动更新，从而大大减少了设计相关页面更新触发器的需要。

以前做小型应用的时候也用过类似方式：应用首次访问以后将数据库的查询结果在本地存成一个文件，下次请求时先检查本地缓存目录中是否有缓存文件，从而减少对后台数据库的访问。虽然这样做也能承载比较大的负载，但这样的内容管理和缓存管理一体的系统是很难分离的，而且数据完整性也不是很好保存，内容更新时，应用需要把相应内容的的缓存文件删除。但是这样的设计在缓存文件很多的时候往往还需要将缓存目录做一定的分布，否则一个目录下的文件节点超过3000，rm *都会出错。

这时候，系统需要再次分工，把复杂的内容管理系统分解成：内容输入和缓存这2个相对简单的系统实现。

• 后台：内容管理系统，专心的将内容发布做好，比如：复杂的工作流管理，复杂的模板规则等……
• 前台：页面的缓存管理则可以使用缓存系统实现
  

所以分工后：内容管理和缓存管理2者，无论哪一方面可选的余地都是非常大的：软件（比如前台80端口使用SQUID对后台8080的内容发布管理系统进行缓存），缓存硬件，甚至交给akamai这样的专业服务商。

面向缓存的站点规划

• 配置灵活性提高：可以自己在内部服务器上控制后台服务器的DNS解析，当需要在服务器之间做迁移调整时，就不用大量修改外部DNS配置了，只需要修改内部DNS实现服务的调整。
• 数据安全性增加：所有后台服务器可以很方便的被保护在防火墙内。
• 后台应用设计复杂程度降低：原先为了效率常常需要建立专门的图片服务器images.chedong.com和负载比较高的应用服务器 bbs.chedong.com分离，在反向代理加速模式中，所有前台请求都通过缓存服务器：实际上就都是静态页面，这样，应用设计时就不用考虑图片和应用本身分离了，也大大降低了后台内容发布系统设计的复杂程度，由于数据和应用都存放在一起，也方便了文件系统的维护和管理。

基于Apache mod_proxy的反向代理缓存加速实现

基于Squid的反向代理加速实现

可缓存的动态页面设计

• 页面必须包含Last-Modified: 标记
  一般纯静态页面本身都会有Last-Modified信息，动态页面需要通过函数强制加上，比如在PHP中：
  // always modified now
  header("Last-Modified: " . gmdate("D, d M Y H:i:s") . " GMT");
  
  
• 必须有Expires或Cache-Control: max-age标记设置页面的过期时间：
  对于静态页面，通过apache的mod_expires根据页面的MIME类型设置缓存周期：比如图片缺省是1个月，HTML页面缺省是2天等。
  <IfModule mod_expires.c>
      ExpiresActive on
      ExpiresByType image/gif "access plus 1 month"
      ExpiresByType text/css "now plus 2 day"
      ExpiresDefault "now plus 1 day"
  </IfModule>
  
  对于动态页面，则可以直接通过写入HTTP返回的头信息，比如对于新闻首页index.php可以是20分钟，而对于具体的一条新闻页面可能是1天后过期。比如：在php中加入了1个月后过期：
  // Expires one month later
  header("Expires: " .gmdate ("D, d M Y H:i:s", time() + 3600 * 24 * 30). " GMT");
  
  
• 如果服务器端有基于HTTP的认证，必须有Cache-Control: public标记，允许前台

<%
' Set Expires Header in minutes
Function SetExpiresHeader(ByVal minutes)
    ' set Page Last-Modified Header:
    ' Converts date (19991022 11:08:38) to http form (Fri, 22 Oct 1999 12:08:38 GMT)
    Response.AddHeader "Last-Modified", DateToHTTPDate(Now())
   
    ' The Page Expires in Minutes
    Response.Expires = minutes
   
    ' Set cache control to externel applications
    Response.CacheControl = "public"
End Function

' Converts date (19991022 11:08:38) to http form (Fri, 22 Oct 1999 12:08:38 GMT)
Function DateToHTTPDate(ByVal OleDATE)
  Const GMTdiff = #08:00:00#
  OleDATE = OleDATE - GMTdiff
  DateToHTTPDate = engWeekDayName(OleDATE) & _
    ", " & Right("0" & Day(OleDATE),2) & " " & engMonthName(OleDATE) & _
    " " & Year(OleDATE) & " " & Right("0" & Hour(OleDATE),2) & _
    ":" & Right("0" & Minute(OleDATE),2) & ":" & Right("0" & Second(OleDATE),2) & " GMT"
End Function

Function engWeekDayName(dt)
    Dim Out
    Select Case WeekDay(dt,1)
        Case 1:Out="Sun"
        Case 2:Out="Mon"
        Case 3:Out="Tue"
        Case 4:Out="Wed"
        Case 5:Out="Thu"
        Case 6:Out="Fri"
        Case 7:Out="Sat"
    End Select
    engWeekDayName = Out
End Function

Function engMonthName(dt)
    Dim Out
    Select Case Month(dt)
        Case 1:Out="Jan"
        Case 2:Out="Feb"
        Case 3:Out="Mar"
        Case 4:Out="Apr"
        Case 5:Out="May"
        Case 6:Out="Jun"
        Case 7:Out="Jul"
        Case 8:Out="Aug"
        Case 9:Out="Sep"
        Case 10:Out="Oct"
        Case 11:Out="Nov"
        Case 12:Out="Dec"
    End Select
    engMonthName = Out
End Function
%>

附：SQUID性能测试试验

• 大访问量的网站应尽可能将动态网页生成静态页面作为缓存发布，甚至对于搜索引擎这样的动态应用来说，缓存机制也是非常非常重要的。
• 在动态页面中利用HTTP Header定义缓存更新策略。
• 利用缓存服务器获得额外的配置和安全性
• 日志非常重要：SQUID日志缺省不支持COMBINED日志，但对于需要REFERER日志的这个补丁非常重要：http://www.squid-cache.org/mail-archive/squid-dev/200301/0164.html
  

参考资料：

HTTP代理缓存
http://vancouver-webpages.com/proxy.html

可缓存的页面设计
http://linux.oreillynet.com/pub/a/linux/2002/02/28/cachefriendly.html

相关RFC文档：

• RFC 2616:
  • section 13 (Caching)
  • section 14.9 (Cache-Control header)
  • section 14.21 (Expires header)
  • section 14.32 (Pragma: no-cache) is important if you are interacting with HTTP/1.0 caches
  • section 14.29 (Last-Modified) is the most common validation method
  • section 3.11 (Entity Tags) covers the extra validation method

可缓存性检查：
http://www.web-caching.com/cacheability.html