Steve Kirk
MSDN Content Development Group
　　本文介紹了在一個(gè)分布式服務(wù)器“優(yōu)雅地?cái)U(kuò)展（scale gracefully）”
Active Server Pages (ASP) 事務(wù)處理應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)策略�！皟�(yōu)雅地伸
縮”意味著該應(yīng)用程序在分布到多臺(tái)計(jì)算機(jī)的同時(shí)能夠保持其功能完整性
和高效的使用能力。

　　在前面的一篇文章“An Active Server Interface for the Corporate
Benefits Sample,”中我給出了一個(gè) ASP應(yīng)用程序。該應(yīng)用程序使用了一
個(gè)依照根據(jù)功能和可重用能力所劃分的界限來分離表示和數(shù)據(jù)服務(wù)的分層
服務(wù)模型。在本文中，我將擴(kuò)展該概念，以展示如何將事務(wù)處理性的應(yīng)用
程序分為無(wú)狀態(tài)（stateless）、封裝的、能減少對(duì)ASP Session對(duì)象緩沖
數(shù)據(jù)需要的請(qǐng)求。通過減少對(duì)Session對(duì)象的需求，你將減少對(duì)cookies的
依賴，而且可以使你的應(yīng)用程序易于在多個(gè)Microsoft IIS（Internet
Information Servers，Internet信息服務(wù)器）分布。

　　我還將討論將無(wú)狀態(tài)對(duì)象模型用于中間層服務(wù)對(duì)象，中間層服務(wù)對(duì)象
的方法調(diào)用之間不保存對(duì)象（屬性）數(shù)據(jù)。對(duì)于你的服務(wù)對(duì)象，使用無(wú)狀
態(tài)對(duì)象模型比有狀態(tài)對(duì)象模型更加有效，因?yàn)闊o(wú)狀態(tài)模型不需要Microsoft
Transaction Server (MTS，Microsoft 事務(wù)處理服務(wù)器)在每次停止對(duì)象
時(shí)設(shè)置對(duì)象屬性緩沖和在激活對(duì)象時(shí)恢復(fù)數(shù)據(jù)。通過這種方式使你的應(yīng)用
程序與 MTS友好協(xié)作，你能夠預(yù)先設(shè)置其以便有效地使用它所提供的附加
計(jì)算能力。

　　最后，我將展示在事務(wù)處理應(yīng)用程序中如何通過共享會(huì)話間的顯示數(shù)
據(jù)（presentation data） 來減少一個(gè)主要的數(shù)據(jù)庫(kù)查詢耗費(fèi)。檢索顯示
于用戶界面數(shù)據(jù)的工作在典型事務(wù)處理應(yīng)用程序中產(chǎn)生的查詢工作要多于
實(shí)際更改數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)操作。如果這些顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于共享的顯示數(shù)據(jù)緩沖
對(duì)象中，則可以被多個(gè)會(huì)話使用從一個(gè)當(dāng)前處理（in-process）緩沖中提
供給用戶界面，由此消除了后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)上的花費(fèi)大、冗余性的查詢。

　　本文適用于使用Microsoft Active Server Pages 2.0的n層事務(wù)處理
應(yīng)用程序。應(yīng)用程序服務(wù)由運(yùn)行在Microsoft Transaction Server 2.0并
使用帶有Microsoft Distributed Transaction Coordinator (DTC)的
Microsoft SQL Server 6.5 的COM（Component Object Model，組件對(duì)象
模型）服務(wù)器提供。

在數(shù)量上的能力

　　開發(fā)Microsoft Windows NT操作系統(tǒng)的服務(wù)器應(yīng)用程序的眾多優(yōu)點(diǎn)之
一是服務(wù)器的能力可通過多臺(tái)計(jì)算機(jī)分布式承擔(dān)一個(gè)應(yīng)用程序的工作而得
到提升。大量的能力可以在Microsoft新近演示的分布式環(huán)境中得到擴(kuò)展。
該分布式環(huán)境是一個(gè)運(yùn)行Windows NT Server 4.0、Microsoft SQL Server
6.5、Distributed Transaction Coordinator和Microsoft Transaction
Server的小型計(jì)算機(jī)工作組，能夠以每天十億次的速度進(jìn)行銀行事務(wù)處理
（大約是世界銀行事務(wù)處理量的四分之一）。

　　如果你使用無(wú)狀態(tài)請(qǐng)求模型設(shè)計(jì)ASP應(yīng)用程序，你將能夠通過多臺(tái)IIS
服務(wù)器分布它，并能使用其在多臺(tái)計(jì)算機(jī)上所能擴(kuò)展的無(wú)盡能力。如果這
還不足以使你使用無(wú)狀態(tài)請(qǐng)求模型，可以再想想其它優(yōu)點(diǎn)：通過封裝應(yīng)用
程序請(qǐng)求和消除對(duì)會(huì)話狀態(tài)的依賴，你的代碼片段易于被重用，你的應(yīng)用
程序也更易于維護(hù)。

Corpus Distributus

提供大數(shù)量在線事務(wù)處理（OLTP，online transaction processing） 的
分布式Internet服務(wù)器包括下面幾部分：

HTTP服務(wù)器. 獨(dú)立的IIS服務(wù)器組成的系統(tǒng)，使用任何分布或裝入平衡
（load-balancing）策略，對(duì)Internet上的HTTP請(qǐng)求提供服務(wù)。隨著對(duì)任
一種資源的需求的不斷增長(zhǎng)，該種資源或分支的搜尋路徑可以傳遞到一臺(tái)
未充分利用的計(jì)算機(jī)。為了利用這種強(qiáng)大的分布能力，你的應(yīng)用程序需要
封裝HTTP請(qǐng)求以便它們提供所有必要信息來滿足請(qǐng)求。通過減少對(duì)請(qǐng)求間
的客戶端所提供的服務(wù)器緩沖的依賴，應(yīng)用程序請(qǐng)求集成為無(wú)狀態(tài)。雖然
ASP提供Session對(duì)象用于服務(wù)器上的狀態(tài)緩沖，但由于Session對(duì)象不能
在 IIS服務(wù)器間共享，所以對(duì)這種特性的依賴可能會(huì)限制了一個(gè)應(yīng)用程序
的伸縮能力。而且由于檢索會(huì)話數(shù)據(jù)的會(huì)話標(biāo)記符（session identifier）
作為一個(gè)cookie傳送到了瀏覽器，在用戶的瀏覽器缺乏對(duì) cookies的支持
或用戶設(shè)置為拒絕cookies時(shí)，使用ASP Session對(duì)象會(huì)使你的應(yīng)用程序走
向運(yùn)行失敗。

　　分層應(yīng)用服務(wù)(COM服務(wù)器). COM的中間件（middleware）層，通過采
用MTS管理的 DCOM的計(jì)算機(jī)發(fā)布，組成應(yīng)用程序。層次是根據(jù)功能和可重
用能力劃分而界定的，而實(shí)際的組件界線由資源和分布式的要求確定。客
戶端與后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)間的服務(wù)對(duì)象的分層提供了代碼重用能力、高效的資源
利用能力、數(shù)據(jù)安全、事務(wù)完整性。MTS 控制對(duì)象的實(shí)例化以便實(shí)際在應(yīng)
用程序中只有當(dāng)需要對(duì)象的服務(wù)時(shí)才得到對(duì)象的引用并在不需要對(duì)象時(shí)立
刻釋放它們。大多數(shù)對(duì)象，除了共享的顯示數(shù)據(jù)對(duì)象（presentation data
object），都是無(wú)狀態(tài)的，這是由于在方法調(diào)用之間不存在數(shù)據(jù)緩沖。無(wú)
狀態(tài)對(duì)象模型減少了當(dāng) MTS為多個(gè)并發(fā)用戶分配資源時(shí)所頻繁緩沖和恢復(fù)
的數(shù)據(jù)數(shù)量。顯示數(shù)據(jù)對(duì)象是無(wú)狀態(tài)對(duì)象模型的例外，因?yàn)樗鼈児蚕頂?shù)據(jù)。
這減少了與數(shù)據(jù)庫(kù)的冗余訪問以便能夠服務(wù)于多個(gè)并發(fā)用戶的用戶界面。

　　分布式關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的服務(wù)器(SQL Server和DTC).后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)
管理系統(tǒng)提供了持久的數(shù)據(jù)服務(wù)，管理資源的場(chǎng)所(DTC)，它們被MTS下的
中間件層利用，保證了多SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)分布的事務(wù)處理牢固性。

封裝的請(qǐng)求

　　如果你使用無(wú)狀態(tài)請(qǐng)求/響應(yīng)模型（應(yīng)用程序不依賴于ASP Session對(duì)
象緩沖的數(shù)據(jù)）設(shè)計(jì)ASP應(yīng)用程序，你將能夠在多個(gè)IIS服務(wù)器上分布并會(huì)
意識(shí)到所能獲得的巨大能力。除了易于實(shí)現(xiàn)可伸縮性，你還能消除對(duì)客戶
端cookies的依賴。無(wú)狀態(tài)模型也鼓勵(lì)你設(shè)計(jì)你的ASP應(yīng)用程序，使之成為
可在多應(yīng)用程序中重用的請(qǐng)求/響應(yīng)對(duì)（request/response pairs） 的封
裝集合。例如，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的消費(fèi)者編輯程序能夠被所在機(jī)構(gòu)內(nèi)的許多其它
應(yīng)用程序所使用。這些優(yōu)點(diǎn)所帶來的代價(jià)是減少 ASP Session對(duì)象所提供
的編程便利性，以及在請(qǐng)求 /響應(yīng)對(duì)中要包含更多數(shù)據(jù)。因?yàn)槊總�(gè)請(qǐng)求包
含了用戶ID和口令或其它驗(yàn)證（authentication）數(shù)據(jù)，所以你可能想進(jìn)
行加密以便保證應(yīng)用程序的安全性。如果你的應(yīng)用程序使用一個(gè)基本的
HTML界面，你可能希望用戶查看 HTML源代碼時(shí)難以看到請(qǐng)求/響應(yīng)組中的
系統(tǒng)數(shù)據(jù)。

　　一個(gè)沒有ASP Session緩沖的富HTTP對(duì)話（Rich HTTP Conversation）
下面的冒名HTTP請(qǐng)求和響應(yīng)序列示范了一個(gè)應(yīng)用程序如何提供用于事務(wù)處
理的富界面（rich interface），而不依賴服務(wù)器在對(duì)象中設(shè)置緩沖數(shù)據(jù)。
這個(gè)對(duì)話由一系列訪問循環(huán)組成，每個(gè)循環(huán)包含一個(gè)HTTP請(qǐng)求、應(yīng)用程序
的事務(wù)處理以及一個(gè)HTTP響應(yīng)。HTTP請(qǐng)求由該請(qǐng)求的目標(biāo)資源（即URL）
的裝入平衡調(diào)度所確定的 IIS服務(wù)器進(jìn)行處理。請(qǐng)求的完整信息足以包括
服務(wù)器向應(yīng)用程序服務(wù)提交事務(wù)處理所需的數(shù)據(jù)，以及要在一個(gè)HTTP響應(yīng)
中返回用戶瀏覽器的數(shù)據(jù)。

用戶填寫登錄表單并提交表單

　　如果用戶選擇了一個(gè)消費(fèi)者并查詢?cè)撓�費(fèi)者的詳細(xì)信息，系統(tǒng)提交下
面的請(qǐng)求。除了選擇的消費(fèi)者PKId包含在請(qǐng)求中被傳送，F(xiàn)irstCustomerId
也包含于請(qǐng)求和隨后的響應(yīng)中以便應(yīng)用程序?qū)⒂脩舴祷氐较�費(fèi)者列表中相
同的段中。通過使用這種在請(qǐng)求和響應(yīng)中添加占位符的技術(shù)，你不用對(duì)IIS
上的Session狀態(tài)設(shè)置緩沖就能夠保持用戶界面上的連續(xù)性。

　　如果用戶選擇了Edit按鈕，下面的請(qǐng)求會(huì)被發(fā)送。而如果已從消費(fèi)者
列表界面中選擇了Add Customer，則發(fā)送的請(qǐng)求是一個(gè)具有不同Action行
為且沒有CustomerId的類似請(qǐng)求。

　　注意　如果你確實(shí)需要在一個(gè)用戶會(huì)話中設(shè)置緩沖，就把它們寫到后
臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中。后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)是存儲(chǔ)任何必要的會(huì)話特定狀態(tài)的最佳場(chǎng)所，因
為它的設(shè)計(jì)保證了分布式系統(tǒng)中的一致性。

無(wú)狀態(tài)服務(wù)（Stateless Services）

　　因?yàn)榉��?wù)器端的應(yīng)用程序不負(fù)責(zé)保持對(duì)應(yīng)用程序中每個(gè)用戶進(jìn)行跟蹤，
它的操作只是在HTTP請(qǐng)求到達(dá)時(shí)處理它們。在文章"An Active Server
Interface for the Corporate Benefits Sample." 中我曾詳細(xì)說明了一
個(gè)分層服務(wù)體系，該服務(wù)體系能夠以一種不依賴會(huì)話狀態(tài)緩沖的通用方式
處理HTTP請(qǐng)求。在這里我將著眼于服務(wù)對(duì)象的對(duì)象模型如何影響 MTS環(huán)境
下的性能。因?yàn)槟愕膽?yīng)用程序?qū)嵗�化的每個(gè)服務(wù)對(duì)象都要耗用服務(wù)器資源，
所以應(yīng)用程序要高效使用資源就要在使用對(duì)象前盡可能晚的得到對(duì)象引用，
并盡可能早的釋放它們。MTS 管理對(duì)象的實(shí)例化以便減少初始化的延遲，
但是不依賴于對(duì)象狀態(tài)的對(duì)象模型由于初始化的耗用較少而比依賴狀態(tài)緩
沖的對(duì)象模型的實(shí)例化過程更快一些。在你的應(yīng)用程序保持著對(duì)一個(gè)對(duì)象
的的引用時(shí)，MTS 在方法調(diào)用之間停止該對(duì)象以釋放資源。有狀態(tài)對(duì)象模
型在每次引用對(duì)象時(shí)需要 MTS恢復(fù)緩沖的屬性數(shù)據(jù)值，因此在服務(wù)于較多
的并發(fā)用戶時(shí)程序效率將變低。

共享具有緩沖的顯示服務(wù)對(duì)象

　　當(dāng)對(duì)你的服務(wù)對(duì)象使用無(wú)狀態(tài)對(duì)象模型時(shí)，對(duì)于顯示服務(wù)緩沖
（presentation services cache）是一個(gè)重要的例外情況。包含了數(shù)據(jù)
對(duì)象集合的顯示對(duì)象（Presentation object） 應(yīng)該被共享，因?yàn)闄z索數(shù)
據(jù)并保持?jǐn)?shù)據(jù)一致的費(fèi)用很高。雖然需要一些耗費(fèi)建立一個(gè)通告路徑以便
當(dāng)數(shù)據(jù)改變時(shí)能夠通知多臺(tái)計(jì)算機(jī)上的顯示數(shù)據(jù)緩沖，但同允許每個(gè)會(huì)話
在每次需要更新界面時(shí)直接查詢數(shù)據(jù)庫(kù)相比，這些費(fèi)用還是要低得多。在
一個(gè)使用顯示數(shù)據(jù)緩沖的分布式ASP應(yīng)用程序的例子中，每個(gè)ASP程序?qū)崿F(xiàn)
一個(gè)較大的應(yīng)用程序的部分功能。顯示數(shù)據(jù)對(duì)象，Application("oPcache"),
在ASP應(yīng)用程序啟動(dòng)時(shí)被初始化。當(dāng)oPcache初始化時(shí)，它注冊(cè)自己為
oCaches，成為一個(gè)能被每個(gè)提供Insert、Update或Delete 服務(wù)的工具對(duì)
象所引用的獨(dú)立 COM服務(wù)器。無(wú)論何時(shí)，當(dāng)一個(gè)工具對(duì)象進(jìn)行插入、更新
或刪除操作時(shí)，oCaches 將得到通告并隨后通知其列表中的所有oCache對(duì)
象。

結(jié)論

　　提高你的 ASP應(yīng)用程序能力的最有效方式是將應(yīng)用程序分布到多臺(tái)計(jì)
算機(jī)上。這里已討論的三個(gè)策略確保你的應(yīng)用程序在多臺(tái)計(jì)算機(jī)上分布時(shí)
能夠保持功能的完整性和高效使用新增能力。要使用不需要ASP Session
對(duì)象保留會(huì)話狀態(tài)的無(wú)狀態(tài)請(qǐng)求模型。該策略避免了依靠 cookies維持對(duì)
話的連續(xù)性并使你易于在多臺(tái) IIS服務(wù)器上分布你的應(yīng)用程序。要在你的
中間層服務(wù)對(duì)象中使用無(wú)狀態(tài)對(duì)象模型以節(jié)省 MTS在每個(gè)方法調(diào)用時(shí)緩沖
和恢復(fù)屬性數(shù)據(jù)的工作。最后一點(diǎn)，要在所有會(huì)話間共享包含應(yīng)用程序數(shù)
據(jù)對(duì)象集合的顯示數(shù)據(jù)對(duì)象，以減少維護(hù)用戶界面所需的冗余性數(shù)據(jù)庫(kù)查
詢的數(shù)量。