ASP.NET性能優化之分佈式Session

如果我們正在使用Session,那麼構建高性能可擴展的 ASP.NET網站,就必須解決分佈式Session的架構,因爲單服務器的SESSION處理能力會很快出現性能瓶頸,這類問題也被稱之爲 Session同步。微軟有自己的分佈式Session的解決方案,那就是SessionStateServer,我們可以參考:

ASP.NET Session State Partitioning 
http://blog.maartenballiauw.be/post/2008/01/23/ASPNET-Session-State-Partitioning.aspx 

ASP.NET load balancing and ASP.NET state server 
http://blog.maartenballiauw.be/post/2007/11/ASPNET-load-balancing-and-ASPNET-state-server-(aspnet_state).aspx 

不過本文是要換一個方案,那就是使用Memcached來到達分佈式SESSION的架構。Memcached作爲分佈式的緩存服務器已經被廣泛應用在網站建設中。

 

一:Session的機制

Session是針對用戶的,我們也可以理解爲是針對瀏覽器的。在瀏覽器首次訪問ASP.NET網頁的時候(網頁沒有關閉session功能),它會發送如下的HTTP頭給客戶端:

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瀏覽器在收到上面的HTTP頭後,會將這個唯一的SESSIONID保存在自己的COOKIE中(只要沒有禁用COOKIE,本文不討論禁用COOKIE的案例,可參考本博文http://www.cnblogs.com/fish-li/archive/2011/07/31/2123191.html,寫的很NICE)。當瀏覽器再次請求服務器進行訪問的時候,它會在請求HTTP頭中加入如下的標識,我們可以看到,這個SESSIONID就是上面的SESSIONID:

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瀏覽器和服務器間就是通過這樣一種機制來確保用戶SESSION的。

如果客戶端瀏覽器禁用了Cookie會怎麼樣,我們會發現每一次刷新瀏覽器Set-Cookie都是不同的,而發送請求頭中也永遠不會出現 Cookie標識。這個時候,我們會發現Session失效了(當然,微軟爲了防止出現這種情況,允許我們在sessionState中設置 cookieless="true",用URL來傳遞sessionid)。

二:Memcached Providers

我使用的Memcached客戶端是Memcached Providers,下載完畢後,你會發現Memcached Providers已經提供了對分佈式Session的支持功能。如果你還不會使用Memcached Providers,請參考此文Memcached Tip 1:使用Memcached Providers。Memcached Providers提供的示例是直接將SESSION存儲在數據庫,我們可以通過配置來將SESSION支持存儲在分佈式SESSION的內存中,即,將下文中的dbType由SQL修改爲none。:

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使用Memcached Providers提供的分佈式Session沒有任何特別之處,因爲Memcached Providers提供的SessionStateProvider類型實現的是ASP.NET中的 SessionStateStoreProviderBase這個抽象類,我們可以看到配置文件中指定了Session的處理類是 SessionStateProvider,所以,ASP.NET在接受到客戶端的請求後,會自覺滴使用SessionStateProvider來處理 所有的SESSION,也正是這個類,完成了將SESSION讀取和存儲在Memcached中(如果設置了SQL,則會同步存儲到SQLSERVER數 據庫)。

SESSION的設置和讀取與傳統沒有任何區別,讀:

Session["sname2"] = "sluminjxxi";
Session.Timeout = 2;

取:

Response.Write(Session["sname2"]);

 

三:爲什麼要配置SQL

傳統的SESSION的缺點,在僅使用dbType爲none配置的時候都會存在。如Memcached的內存到達上限的時候會怎麼 辦?Memcached使用LRU淘汰算法(最久未使用),在這裏我們不需要去細究這個算法在Memcached內部到底是什麼樣一個機制,我們只需要知 道,在內存緊張的時候,即使SESSION時間未到,Memcached也有可能把它幹掉。所以,保險的做法是,在Memcached之下,再加上 SQLSERVER的持久化保存。如果緩存命中的,直接取緩存,如果緩存沒命中的,則再到數據庫中確認一次。當然,這樣會帶來一些性能損耗,但是卻是更安 全的做法。

Memcached Providers提供的下載文件中,提供了初始化SESSION的一些腳本,正確執行後,它會生成如下一個表tblSessions,及若干存儲過程:

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tblSessions保存的是就是單獨的Session,如下:

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四:Memcached Providers的一個BUG

在當前的Memcached Providers(1.2版本)中關於SessionStateProvider(29520-TRUNK)是有一個BUG(我已提交到 codeplex,相信他們的下一個版本應該能得到修正)的。如果我們測試SESSION失效時間,發現只要經過一次刷新後,就永遠是20分鐘(即默 認)。這源於在ReleaseItemExclusive這個重載方法中(該方法用於釋放對會話數據存儲區中項的鎖定),對於Session的重新存儲沒 有加上過期時間,如下:

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註釋掉的是Memcached Providers提供的源碼,而正確的應該是我修正過的上一條。使用修正過的DLL,一切圓滿了。

 

五:採用數據庫存儲SESSION的可擴展問題

隨着訪問量的進一步上升(當然,到了這種程度,說明網站做的很很成功,絕大部分的網站是不需要考慮這一步的),即便我們使用了Memcached作 緩存,使用單一的SQLSERVER存儲SESSION仍舊帶來了性能問題,在這種情況下,我們對於數據庫的設計可以採用水平分區的架構,即根據某種算法 (可以根據SESSIONID,或者用戶名等)將SESSION存儲到不同的數據庫中。這個時候,如果我們仍舊使用Memcached Providers,那麼必須進一步修改源碼了,由原先支持單一SQLSERVER服務器,編程支持多個服務器。當然,如果不喜歡SQLSERVER,還 可以修改爲支持mysql、mongodb、任何自定義的KEY-VALUE框架等等,此爲後話,暫且不表。

本系列的前篇:

1:ASP.NET性能優化之構建自定義文件緩存

2:ASP.NET性能優化之讓瀏覽器緩存動態網頁

3:ASP.NET性能優化之減少請求

4:ASP.NET性能優化之反向代理緩存

5:ASP.NET性能優化之局部緩存

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