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ASP.NET性能优化之分布式Session

简介: 如果我们正在使用Session,那么构建高性能可扩展的ASP.NET网站,就必须解决分布式Session的架构,因为单服务器的SESSION处理能力会很快出现性能瓶颈,这类问题也被称之为Session同步。
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如果我们正在使用Session,那么构建高性能可扩展的ASP.NET网站,就必须解决分布式Session的架构,因为单服务器的SESSION处理能力会很快出现性能瓶颈,这类问题也被称之为Session同步。微软有自己的分布式Session的解决方案,那就是SessionStateServer,我们可以参考:

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 

不过本文是要换一个方案,那就是使用Memcached来到达分布式SESSION的架构。Memcached作为分布式的缓存服务器已经被广泛应用在网站建设中。

 

一:Session的机制

Session是针对用户的,我们也可以理解为是针对浏览器的。在浏览器首次访问ASP.NET网页的时候(网页没有关闭session功能),它会发送如下的HTTP头给客户端:

image

浏览器在收到上面的HTTP头后,会将这个唯一的SESSIONID保存在自己的COOKIE中(只要没有禁用COOKIE,本文不讨论禁用COOKIE的案例,可参考本博文http://www.cnblogs.com/fish-li/archive/2011/07/31/2123191.html,写的很NICE)。当浏览器再次请求服务器进行访问的时候,它会在请求HTTP头中加入如下的标识,我们可以看到,这个SESSIONID就是上面的SESSIONID:

image

浏览器和服务器间就是通过这样一种机制来确保用户SESSION的。

如果客户端浏览器禁用了Cookie会怎么样,我们会发现每一次刷新浏览器Set-Cookie都是不同的,而发送请求头中也永远不会出现Cookie标识。这个时候,我们会发现Session失效了(当然,微软为了防止出现这种情况,允许我们在sessionState中设置cookieless="true",用URL来传递sessionid)。

二:Memcached Providers

我使用的Memcached客户端是Memcached Providers,下载完毕后,你会发现Memcached Providers已经提供了对分布式Session的支持功能。如果你还不会使用Memcached Providers,请参考此文Memcached Tip 1:使用Memcached Providers。Memcached Providers提供的示例是直接将SESSION存储在数据库,我们可以通过配置来将SESSION支持存储在分布式SESSION的内存中,即,将下文中的dbType由SQL修改为none。:

image

使用Memcached Providers提供的分布式Session没有任何特别之处,因为Memcached Providers提供的SessionStateProvider类型实现的是ASP.NET中的SessionStateStoreProviderBase这个抽象类,我们可以看到配置文件中指定了Session的处理类是SessionStateProvider,所以,ASP.NET在接受到客户端的请求后,会自觉滴使用SessionStateProvider来处理所有的SESSION,也正是这个类,完成了将SESSION读取和存储在Memcached中(如果设置了SQL,则会同步存储到SQLSERVER数据库)。

SESSION的设置和读取与传统没有任何区别,读:

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

取:

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

 

三:为什么要配置SQL

传统的SESSION的缺点,在仅使用dbType为none配置的时候都会存在。如Memcached的内存到达上限的时候会怎么办?Memcached使用LRU淘汰算法(最久未使用),在这里我们不需要去细究这个算法在Memcached内部到底是什么样一个机制,我们只需要知道,在内存紧张的时候,即使SESSION时间未到,Memcached也有可能把它干掉。所以,保险的做法是,在Memcached之下,再加上SQLSERVER的持久化保存。如果缓存命中的,直接取缓存,如果缓存没命中的,则再到数据库中确认一次。当然,这样会带来一些性能损耗,但是却是更安全的做法。

Memcached Providers提供的下载文件中,提供了初始化SESSION的一些脚本,正确执行后,它会生成如下一个表tblSessions,及若干存储过程:

image

tblSessions保存的是就是单独的Session,如下:

image

 

四:Memcached Providers的一个BUG

在当前的Memcached Providers(1.2版本)中关于SessionStateProvider(29520-TRUNK)是有一个BUG(我已提交到codeplex,相信他们的下一个版本应该能得到修正)的。如果我们测试SESSION失效时间,发现只要经过一次刷新后,就永远是20分钟(即默认)。这源于在ReleaseItemExclusive这个重载方法中(该方法用于释放对会话数据存储区中项的锁定),对于Session的重新存储没有加上过期时间,如下:

image

注释掉的是Memcached Providers提供的源码,而正确的应该是我修正过的上一条。使用修正过的DLL,一切圆满了。

 

五:采用数据库存储SESSION的可扩展问题

随着访问量的进一步上升(当然,到了这种程度,说明网站做的很很成功,绝大部分的网站是不需要考虑这一步的),即便我们使用了Memcached作缓存,使用单一的SQLSERVER存储SESSION仍旧带来了性能问题,在这种情况下,我们对于数据库的设计可以采用水平分区的架构,即根据某种算法(可以根据SESSIONID,或者用户名等)将SESSION存储到不同的数据库中。这个时候,如果我们仍旧使用Memcached Providers,那么必须进一步修改源码了,由原先支持单一SQLSERVER服务器,编程支持多个服务器。当然,如果不喜欢SQLSERVER,还可以修改为支持mysql、mongodb、任何自定义的KEY-VALUE框架等等,此为后话,暂且不表。

本系列的前篇:

1:ASP.NET性能优化之构建自定义文件缓存

2:ASP.NET性能优化之让浏览器缓存动态网页

3:ASP.NET性能优化之减少请求

4:ASP.NET性能优化之反向代理缓存

5:ASP.NET性能优化之局部缓存

 

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微软最有价值技术专家(MVP),著有《编写高质量代码:改善C#程序的157个建议》,有着十多年的软件从业资历。
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