網站整體架構

核心組件

Wikipedia 的架構由八大核心組件構成：

1. GeoDNS：基于地理位置解析域名，將請求路由至最近的服務器節點。
2. LVS：Linux虛擬服務器，實現流量負載均衡。
3. Squid：反向代理服務器集群，緩存熱點數據以降低后端壓力。
4. Lighttpd&Apache：輕量級應用服務器（靜態資源）+ PHP處理動態請求。
5. Memcached：分布式緩存服務，加速數據庫查詢。
6. Lucene：全文搜索引擎，支持詞條快速檢索。
7. MySQL：關系型數據庫，存儲結構化數據（如詞條元數據、用戶信息）。

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請求處理流程圖

用戶瀏覽器 → [ GeoDNS ] ──解析最近IP───→ [ LVS負載均衡 ]│↓ 合法請求[ Squid反向代理集群 ]│  緩存的詞條 ← 直接響應↓  未命中 → 透傳給應用層[ Lighttpd/PHP應用服務器集群 ]│↓ 動態邏輯處理┌───────────┬───────────┐[ Memcached ]       [ MySQL/Lucene ]└────────────緩存、查詢交互────────────┘

關鍵環節說明

1. 分層緩存命中：
   • 80%以上請求通過CDN/Squid緩存直接響應，極端降低應用服務器負載。
2. 全局優化策略：
   • Squid失效通知：詞條更新后觸發緩存失效機制，確保數據一致性。
   • RESTful URL設計：唯一URL便于CDN精準緩存，避免冗余存儲。

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性能優化策略

Wikipedia 的性能優化覆蓋前端、服務端、后端三層，核心目標是應對全球高并發查詢請求.

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前端優化：攔截 80% 以上請求

• CDN 緩存靜態頁面：
  利用全球 CDN 節點緩存熱點詞條內容，用戶就近訪問，請求無需回源至數據中心 。
• Squid 反向代理集群：
  通過 LVS 分發請求至 Squid 服務器集群，緩存動態生成的詞條頁面（如 HTML 格式），直接返回命中結果 。
• 緩存設計準則：
  • 僅緩存無動態內容的頁面，避免信息過時(動靜分離)。
  • RESTful URL 保證唯一標識，緩存全局命中。
  • 響應頭寫入緩存控制信息（如 Cache-Control）。

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服務端優化：高性能 PHP 集群

• 硬件升級：
  部署高配服務器（大內存、多核 CPU），與數據庫硬件對齊以提升處理效率。
• PHP 代碼加速：
  使用 APC（PHP 字節碼緩存）減少代碼解析開銷。
• 高效組件支撐：
  • Imagemagick：優化圖片處理性能。
  • Tex：科學公式轉圖片格式減少動態生成開銷。
  • 重構 strtr() 等高頻函數，優化算法效率。

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后端優化：存儲與緩存極致設計

• 分布式緩存策略：
  • 本地內存緩存：熱點集中數據（如詞條元數據）直接緩存在應用服務器內存。
  • Memcached：存儲預處理后的 HTML 等格式數據，加速讀取并降低應用解析成本。
• MySQL 分級優化：
  • 硬件層面：RAID0 加速磁盤訪問，犧牲冗余性以換取性能（配合主從復制保障數據安全）。
  • 內存利用：擴大內存容量提升緩存命中率，規避磁盤 I/O 瓶頸 。
  • 事務降級：降低事務一致性級別以加速崩潰恢復 。

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Memcached 持久化連接

書中提到“相比數據庫，Memcached的持久化連接非常廉價，如有需要就創建一個Memcached連接。”，有些困惑，Memcached 并不支持持久化，與Deepseek交流后，知識點又拓展了。
“持久化連接” 實指 TCP 長連接機制：

• 在應用服務器與 Memcached 的交互中，維護一個長期開放的連接通道，避免頻繁的 TCP 握手和斷連開銷。
• 優勢：減少網絡延遲，提升通信效率，特別適合高并發場景下的頻繁緩存操作。
• 對比數據庫：Memcached 的 TCP 連接創建代價低廉，必要時可輕松創建新連接。

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Memcached 不支持數據持久化。其核心設計是純內存緩存，數據僅在 RAM 中存儲，特點包括：

• 內存管理機制：使用 Slab Class 與 Chunk 管理內存塊，所有數據僅存于內存。
• 服務重啟后果：若 Memcached 服務器重啟或宕機，所有緩存數據將丟失，需業務層重新加載。
• 設計定位：定位為臨時性高性能緩存，不替代需持久化存儲的數據庫。

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性能優化策略對比表

優化層級	核心策略	提升效果
前端	CDN/Squid 高緩存命中	80% 以上請求直返用戶，降低后端壓力
服務端	PHP 字節碼加速 + 高性能服務器	動態響應速度提升 30%-50%
后端	Memcached + MySQL RAID0	數據庫查詢延遲降低 60%，吞吐量翻倍