級(jí)別： 中級(jí)
Cameron Laird (claird@phaseit.net), 副總裁, Phaseit, Inc.
2007 年 7 月 23 日
最近幾年，市場(chǎng)上出現(xiàn)了很多有趣的 Web 服務(wù)器實(shí)現(xiàn)，包括 lighthttpd、litespeed 和 mongrel 等。這些 Web 服務(wù)器都宣稱結(jié)合了性能、易管理性、可移植性、安全性和其他相關(guān)價(jià)值。下面的工程研究將調(diào)查輕量級(jí) Web 服務(wù)器，以幫助您選擇最可能滿足下一個(gè)項(xiàng)目的技術(shù)需求的 Web 服務(wù)器。
“輕量級(jí)” Web 服務(wù)器，例如 lighthttpd、 litespeed 和 mongrel，可以為項(xiàng)目帶來(lái)很多的好處。本文調(diào)查這種可能性，并展示這些 Web 服務(wù)器的適用性。
一個(gè) Web 服務(wù)器需要哪些東西？
第一個(gè)重要的方面是清楚地理解所調(diào)查的領(lǐng)域（請(qǐng)參閱 參考資料，以了解更詳細(xì)的信息）。終端用戶在 Internet 上的基本動(dòng)作就是 “進(jìn)入一個(gè) Web 頁(yè)面”。從大處講，這牽涉到兩個(gè)應(yīng)用程序之間的協(xié)作：
- 一個(gè) Web 瀏覽器，例如 Firefox 或 Internet Explorer，用于請(qǐng)求一個(gè)特定的頁(yè)面，并且以人類可讀的方式顯示從另一個(gè)應(yīng)用程序那里收到的內(nèi)容。
- 一個(gè) Web 服務(wù)器，通常是在遠(yuǎn)程機(jī)器上，負(fù)責(zé)對(duì)頁(yè)面請(qǐng)求作出響應(yīng)，返回 HTML 編碼的或類似的數(shù)據(jù)流。
所有 Web 用戶直接與瀏覽器交互，因此他們的選擇和分析相應(yīng)地有些狂熱。而服務(wù)器只對(duì)站點(diǎn)的技術(shù)人員可見(jiàn)。根據(jù) Netcraft 最近的調(diào)查，雖然存在很多不同的 Web 服務(wù)器，但是其中兩種 Web 服務(wù)器就占據(jù)了 90% 的份額，這兩種 Web 服務(wù)器是 Apache 和 Internet Information Server (IIS)。它們都是經(jīng)過(guò)高度錘煉的產(chǎn)品，并且聲稱不僅具有廣泛的內(nèi)在技術(shù)特性，而且有很多配套的書籍、增件、顧問(wèn)、提供商等。那么，它們是否還有值得改造的地方呢？
答案是肯定的。評(píng)價(jià)一個(gè) Web 服務(wù)器的重要指標(biāo)有：
- 性能：對(duì)請(qǐng)求作出響應(yīng)的速度有多快？
- 可伸縮性：當(dāng)很多用戶同時(shí)訪問(wèn)它時(shí)，服務(wù)器還能繼續(xù)可靠地運(yùn)行嗎？
- 安全性：服務(wù)器是否只執(zhí)行它應(yīng)該執(zhí)行的操作。它在認(rèn)證用戶和加密傳輸方面提供了怎樣的支持？它的使用是否使附近的應(yīng)用程序或主機(jī)變得更易受攻擊？
- 可靠性：服務(wù)器的失效模式和故障發(fā)生率如何？
- 標(biāo)準(zhǔn)遵從性：服務(wù)器遵從相關(guān)的 RFC 嗎？
- 靈活性：是否可以對(duì)服務(wù)器進(jìn)行調(diào)優(yōu)，以支持較重的請(qǐng)求負(fù)載、需要計(jì)算的動(dòng)態(tài)頁(yè)面或者代價(jià)不菲的認(rèn)證等等？
- 平臺(tái)需求：該服務(wù)器可用于哪些平臺(tái)？它是否有特定的硬件需求？
- 易管理性：服務(wù)器是否易于設(shè)置和維護(hù)？它是否與日志記錄、審計(jì)、成本計(jì)算等組織標(biāo)準(zhǔn)兼容？
Apache 和 IIS 不能同時(shí)在那么多的標(biāo)準(zhǔn)方面做到最好。理論上講，顯然那些定向的產(chǎn)品至少能在以上的一至兩個(gè)方面超越市場(chǎng)領(lǐng)頭產(chǎn)品。
關(guān)于輕量級(jí) Web 服務(wù)器的一件有趣的、值得調(diào)查的事情是，它們之間的競(jìng)爭(zhēng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止是理論上的：仔細(xì)研究表明，它們有很多 東西可以提供，并且即使在很多常見(jiàn)的情況下，它們相對(duì)于 Apache 和 IIS 也堅(jiān)持了自己的風(fēng)格。雖然可以合理地認(rèn)為市場(chǎng)領(lǐng)頭產(chǎn)品已經(jīng)經(jīng)過(guò)了小心的優(yōu)化，從而能夠有效地在性能（舉個(gè)例子）方面避免被擊敗，但是很多小型的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手因?yàn)橹惶峁┖?jiǎn)單的靜態(tài) Web 頁(yè)面服務(wù)，速度反而更快。當(dāng)使用這些 Web 服務(wù)器運(yùn)行測(cè)試時(shí)，您會(huì)感覺(jué)好像是在賽道上駕駛一輛 go-kart 小車，不知不覺(jué)竟然超過(guò)了 Porsche 和 Viper 車。這還不是全部：有時(shí)候，輕量級(jí) Web 服務(wù)器可作為那些大哥級(jí)服務(wù)器的有效補(bǔ)充，而不只是與它們競(jìng)爭(zhēng)。即使您知道自己將使用 Apache，有時(shí)候通過(guò)將它與一個(gè)輕量級(jí)伙伴搭檔，反而可以最大限度地利用它。最好的解決方案有時(shí)候需要兩個(gè)或更多 Web 服務(wù)器的協(xié)作。
Web 服務(wù)的輕巧性
本調(diào)查中重點(diǎn)關(guān)注的 “輕巧性” 實(shí)際上是一種主觀質(zhì)量，就像 “藝術(shù)” 或 “風(fēng)格”。它通常意味著簡(jiǎn)單、易于安裝、流線化、要求低和健壯 —— 比 Apache 和 IIS 更小、更簡(jiǎn)單，當(dāng)然，在試圖滿足大量市場(chǎng)的過(guò)程中，它們已經(jīng)變得異常復(fù)雜。出于這個(gè)目的，雖然 Java Web Server、AOLserver 和 Zeus 擁有迷人的可移植性和性能優(yōu)勢(shì)，但是它們的復(fù)雜性和大小使其不得不被拒之門外。
輕量級(jí) Web 服務(wù)器可以適用于市場(chǎng)領(lǐng)頭產(chǎn)品和其他 “重量級(jí)” 服務(wù)器無(wú)法勝任的情況。例如，整個(gè)服務(wù)器可以打包在一個(gè)文件中。這意味著開發(fā)人員可以方便地?cái)y帶生產(chǎn)環(huán)境所需的所有工具。即使在生產(chǎn)服務(wù)器上運(yùn)行的是 Apache，也仍然可以在賓館的房間里，借助只需數(shù)秒鐘就可以安裝完畢的輕量級(jí) Web 服務(wù)器以嘗試新想法。而且，由于輕量級(jí) Web 服務(wù)器要求很低，因此可以在那些無(wú)法負(fù)擔(dān) IIS 的主機(jī)上順暢地運(yùn)行。
單文件打包
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單文件打包
Apache 需要小心地安裝散布在多個(gè)目錄中的很多文件。與之截然不同的是，下面的 Web 服務(wù)器卻打包在一個(gè)可執(zhí)行文件中。我的一個(gè)雇主 Phaseit 的專長(zhǎng)是部署和打包，我們能使 Apache 的安裝看上去比平常更簡(jiǎn)單一些。但是即使我們做得最好，Apache 或 IIS 與輕量級(jí) Web 服務(wù)器在 “空間占用” 方面也仍然有很大的差異：前者要占用大量的空間。 |
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小的、輕量級(jí)的 Web 服務(wù)器還可以在小功率的主機(jī)上良好地運(yùn)行。在我們的公司（Phaseit —— 見(jiàn) 側(cè)欄）中，我們?cè)谶h(yuǎn)程的、條件欠佳或配置較低的環(huán)境中的工業(yè)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行專用的 硬件。在這些情況下，能夠通過(guò)一個(gè)對(duì)處理能力或磁盤空間要求很低的應(yīng)用程序來(lái)提供 Web 頁(yè)面是一個(gè)很大的優(yōu)勢(shì)。這意味著我們的機(jī)器可以避免 Apache 的開發(fā)和處理能力所帶來(lái)的開銷，構(gòu)建基于 Web 的管理控制臺(tái)。
從某種程度上講，幾乎所有輕量級(jí) Web 服務(wù)器都是開放源碼的。如果我們需要某一款 Web 服務(wù)器所特有的行為，那么下面概述的一些 Web 服務(wù)器都非常小巧，易于理解，也易于增強(qiáng)，只有兩個(gè)例外。這些 Web 服務(wù)器為嵌入 Web 服務(wù)的項(xiàng)目提供極好的原始材料，不管這些 Web 服務(wù)是在特殊的硬件中，還是在為在通用計(jì)算機(jī)上運(yùn)行而設(shè)計(jì)的特定應(yīng)用程序中。它們還廣泛用于具有傳統(tǒng)外觀的 Web 站點(diǎn)：
- YouTube 依靠 lighttpd 快速交付歸檔的內(nèi)容，例如視頻；
- cdServe 運(yùn)行 “German Woodworking Machinery and Tools” CD；
- LiteSpeed 宣揚(yáng)它在 twitter、www.funnyoride.com、www.airliners.com、WordPress.com、fanfiction.com、SlashGear、www.forumactif.com 和其他著名 Web 站點(diǎn)上擔(dān)任的角色；
- OpenSUSE、RubyOnRails、MarkaBoo 和其他一些著名站點(diǎn)依賴于 Mongrel；
- demon.net、bluelight.com、mtv.com、The Drudge Report、garfield.com 等站點(diǎn)則使用 thttpd；
- 等等。
下面的例子說(shuō)明了開發(fā)人員使用輕量級(jí)服務(wù)器的輕巧性：在我們公司，我們采用專門的硬件提供辦公室電話解決方案。它基于定制的、以傳統(tǒng)的 Linux® 應(yīng)用程序的形式運(yùn)行的軟件。只需一個(gè)附加文件和一點(diǎn) init.d 配置，很容易添加一個(gè)強(qiáng)大的 “Web 控制臺(tái)”，該 Web 控制臺(tái)能提供硬件和軟件的管理界面。 終端用戶可以從任何瀏覽器中監(jiān)視和配置他們的計(jì)算機(jī)，而不必安排專門的硬件連接或解決使用 “垂直” 硬件時(shí)常見(jiàn)的其他復(fù)雜性。
面向服務(wù)架構(gòu)（SOA）被認(rèn)為難以使用。在我們的經(jīng)驗(yàn)中，SOA 至少有一部分這方面的缺點(diǎn)阻礙了 Web 服務(wù)的使用。我們利用輕量級(jí) Web 服務(wù)來(lái)設(shè)置快速的 SOA，以進(jìn)行演示。
輕量級(jí)服務(wù)器甚至可以用于生產(chǎn)數(shù)據(jù)中心，包括前面列出的 high-profile 站點(diǎn)。性能非常高的站點(diǎn)會(huì)將操作分開，從而最大限度地利用緩存、代理等技術(shù)。例如，一個(gè)基于 Apache 的站點(diǎn)可能采用一種這樣的架構(gòu)：通過(guò)小型的 Web 服務(wù)器從專用的文件系統(tǒng)提供緩慢變化的圖片。終端用戶看到的結(jié)果實(shí)際上是 Apache 和一個(gè)或多個(gè)輔助 Web 服務(wù)器通過(guò)協(xié)作得到的輸出，它們各自擔(dān)任自己擅長(zhǎng)的角色。這樣的安排可以以非常低的計(jì)算成本提供非常 快的結(jié)果。
手段和目的
雖然輕量級(jí) Web 服務(wù)器有很多共同之處，但是各有各的不同。大多數(shù)輕量級(jí) Web 服務(wù)器是用 C 編寫的，但是實(shí)踐證明，有些其他實(shí)現(xiàn)語(yǔ)言也可以成功地用于實(shí)現(xiàn)服務(wù)器，對(duì)此我已經(jīng)做了實(shí)驗(yàn)，這些語(yǔ)言包括 Erlang、Java、Lisp、Lua、Perl、Python 和 Tcl。如果其中有您喜歡的語(yǔ)言，那么也許可以找到適合您的 Web 服務(wù)器。
由于很多特定的原因，您可能會(huì)將目光投向某種 “不常見(jiàn)” 的語(yǔ)言：
- 教學(xué)：使用輕量級(jí) Web 服務(wù)器來(lái)制定一個(gè)重要、但是并不太大的目標(biāo)。這是獲得使用某種語(yǔ)言的經(jīng)驗(yàn)的好方法。
- 雖然用 C 編寫的輕量級(jí) Web 服務(wù)器大小為 10-50 KB，更高級(jí)的語(yǔ)言有 100 KB 到數(shù) MB 的運(yùn)行時(shí)，但整個(gè) Web 服務(wù)器的源文件可能只占幾千個(gè)字節(jié)。這種 Web 服務(wù)器占用的空間很小，因此比 Apache 更易于與技術(shù)伙伴共享。
- 更高級(jí)的語(yǔ)言可以使實(shí)驗(yàn)更吸引人 —— 例如，添加一個(gè)新的 HTTP/1.1 特性可能只需幾行源代碼。這些輕量級(jí)服務(wù)器是非常方便的實(shí)驗(yàn)材料。
- 將 HTTP 服務(wù)器添加到已有的、用高級(jí)語(yǔ)言編寫的應(yīng)用程序中只需增加幾行源代碼。
Athana 可以作為這些主題的例子。它是用 Python 編寫的 Web 服務(wù)器。它支持 HTTP 多部分（上傳）、會(huì)話、 cookie 等。從 0.2.1 版開始，Athana 一直被編寫在一個(gè)單獨(dú)的、精心組織的源文件中。
如前所述，不同的輕量級(jí) Web 服務(wù)器有著不同的優(yōu)點(diǎn)，它們或多或少獨(dú)立于編程語(yǔ)言。所有輕量級(jí) Web 服務(wù)器都比 Apache 更小、更易于配置。與 Apache 相比，有些輕量級(jí) Web 服務(wù)器更快，有些則快得多。有些則強(qiáng)調(diào)安全性、重負(fù)載下的從容性、可擴(kuò)展性或者內(nèi)存占有量。在任何情況下，都可以以一種不適用于 Apache 的方式徹底地理解這些服務(wù)器。
哪些特定的產(chǎn)品使這些可能性成為現(xiàn)實(shí)？即使只留意 “輕量級(jí)” 服務(wù)器，面對(duì)的也是一個(gè)很大的難于管理的產(chǎn)品集合。不過(guò)可以將它們按子類來(lái)劃分：超輕型、關(guān)注安全型、支持特定語(yǔ)言型等等。
我特別喜歡其中的超輕型 Web 服務(wù)器，它們比 Apache 小得多。如此小的應(yīng)用程序可以直接記住，系統(tǒng)地、嚴(yán)密地加以考慮，以證明 它們的安全性或可伸縮性。小型 Web 服務(wù)器包括：
- Cheetah Server，用不到一千行的 C 代碼編寫而成。
- DustMote，一個(gè)非常 小的 Web 服務(wù)器，用一個(gè)大約 3000 字節(jié)的 Tcl 源文件實(shí)現(xiàn)。
- fnord，大小取決于平臺(tái)和配置，不超過(guò) 20K。雖然很小，但是它支持虛擬主機(jī)、CGI 和 keep-alive。
- ihttpd，使用不到 800 行的 C 代碼，包括 CGI，并通過(guò)
inetd 提供頁(yè)面。
- im-httpd，非常小的服務(wù)器 —— 只有大約 7 KB，鏈接到
glibc。而且它也非常快。
- mattows，支持 CGI，只有 600 行 C 代碼。
- Scrinchy，雖然很小，不到 30KB，但是支持多種腳本編制語(yǔ)言，包括一種特殊用途的、基于棧的 Sy 腳本語(yǔ)言。
- ZWS 演示了一個(gè)即使是使用 500 多行帶足夠注釋的 zsh (!) 編寫的應(yīng)用程序 —— 在這里是一個(gè) HTTP 0.9+ 服務(wù)器 —— 也可以有多強(qiáng)大。
體積小并不妨礙這些服務(wù)器被正式使用。例如，fnord 可以處理數(shù)千個(gè)同時(shí)進(jìn)行的連接。
也許輕量級(jí)作為一個(gè)類別最令人印象深刻的成就是高性能服務(wù)器：
- cghttpd 是一個(gè)小型 Web 服務(wù)器，它被理解為使用 2.6 系列內(nèi)核中可用的異步功能的一個(gè)試驗(yàn)品。
- darkhttpd 是一個(gè)快速的、單線程的 HTTP/1.1 服務(wù)器。
- Gatling 是為高性能設(shè)計(jì)的。它的特性包括 FTP、IPv6、虛擬主機(jī)、CGI 等。
- Kernux 是一個(gè) Linux 內(nèi)核模塊，它實(shí)現(xiàn)了一個(gè) HTTP 守護(hù)進(jìn)程。
- lighttpd 是使用率排名第五的 Web 服務(wù)器（排名還在上升）。它為很多同時(shí)進(jìn)行的連接進(jìn)行了優(yōu)化：“典型的場(chǎng)景是使用 lighttpd 作為一個(gè)下載（off-load）服務(wù)器，以提供靜態(tài)內(nèi)容……”
- LiteSpeed Web Server 是一款輕量級(jí)商業(yè) Web 服務(wù)器，強(qiáng)調(diào)性能和安全性。 LiteSpeed Technologies 公司宣傳為靜態(tài)內(nèi)容提速了 6 倍，在解釋頁(yè)面方面也有一定的提高。
- Miniature JWS，也稱 tjws，它是基于 Java 的 Web 服務(wù)器，可以處理 servlet、JSP 和數(shù)千個(gè)并發(fā)連接，而大小只有 77 KB。它的作者聲稱它 “比 Apache 2.x 快 10%”。
- Yaws 是用 Erlang 編寫的一款高性能 HTTP/1.1 服務(wù)器。
有些 Web 服務(wù)器被實(shí)現(xiàn)為類或庫(kù)，以便嵌入 到較大的應(yīng)用程序中。 在這些 Web 服務(wù)器當(dāng)中，我發(fā)現(xiàn)特別有趣的有：
- EHS —— “嵌入式 HTTP 服務(wù)器”，被設(shè)計(jì)為一個(gè) C++ 類，用于嵌入到較大的 C++ 應(yīng)用程序；還有
- Embedded TCL Web Server，它是一個(gè)很普通的 Web 服務(wù)器，支持 SSL 和 Basic Authentication，速度非常快 —— 其作者使它至少與 lighthttpd 和 AOLserver 一樣快。它是用不到 100 行 Tcl 編寫的。
Python 是幾種適合不尋常環(huán)境的 Web 服務(wù)器的實(shí)現(xiàn)語(yǔ)言，這些 Web 服務(wù)器包括：
- cdServer 是一個(gè)小型的、用 Python 編寫的 HTTP 服務(wù)器，它 “被設(shè)計(jì)用來(lái)提供來(lái)自 CD-ROM 的（靜態(tài)）內(nèi)容” 。它在提供動(dòng)態(tài)內(nèi)容方面能力有限。我們有幾個(gè)涉及不受影響的 “live CDs” 的項(xiàng)目，在這些項(xiàng)目中像 cdServer 之類的工具很關(guān)鍵。
- edna，一款智能的用 Python 編寫的 MP3 服務(wù)器，它是用 HTTP 實(shí)現(xiàn)的。
還有其他一些用 Perl 和其他不出名的語(yǔ)言編寫的輕量級(jí) Web 服務(wù)器：
- Camlserv，用 ocaml 編寫的一個(gè)完整的 Web 服務(wù)器，目標(biāo)是 “高度交互式的 Web 頁(yè)面”。它由幾千行 ocaml 編寫而成，其中大部分代碼都與 MySQL 和 HTML 的特殊處理有關(guān)。
- dhttpd 用和 Apache 相同的格式記錄訪問(wèn)。它支持 CGI，并具有內(nèi)建的 Perl 解釋器、虛擬主機(jī)、IPv6、帶寬管理和安全性等方面的特性。
- DNHTTPD 是用 Perl 編寫的，用于 UNIX®。它支持虛擬主機(jī)、SSL 連接、CGI 等。
- Jellybean 是用 Perl 編寫的基于 HTTP 的 Perl Object Server。
- lns.http 是一個(gè) Common LISP HTTP/1.1 Web 框架。
- Mongrel 是用 Ruby 編寫的、用于 HTTP 的一個(gè)庫(kù)和服務(wù)器。
- Nanoweb 是用 PHP 編寫的一款快速、健壯的 Web 服務(wù)器。它宣稱具有豐富的特性，包括完全遵從 HTTP/1.1、訪問(wèn)控制、身份驗(yàn)證、虛擬主機(jī)、SSL 兼容性等。
- Naridesh 是用 Perl 編寫的 Web 服務(wù)器。
- OpenAngel 是用 Perl 編寫的。它強(qiáng)調(diào)的重點(diǎn)是安全性。
- Xavante 是用 Lua 編寫的 HTTP/1.1 Web 服務(wù)器。
- XSP 是用 C# 編寫的，用于運(yùn)行 ASP.NET。
有時(shí)候您可能需要其他一些用 C 編寫的、具有不常見(jiàn)的次要優(yōu)勢(shì)的輕量級(jí) Web 服務(wù)器：
- ABYSS 可以在 UNIX 和 Win32 之間移植，其 “目的是成為完全遵從 HTTP/1.1 的 Web 服務(wù)器”。它占用的內(nèi)存很少。
- Anti-Web HTTPD（也稱 “Anti-Web”、“awhttpd” 和 “AW”）是一款單進(jìn)程、無(wú)線程、支持 CGI 的服務(wù)器，它強(qiáng)調(diào)安全性和簡(jiǎn)單性。
- MHTTPD 支持從外部文件或 LDAP 服務(wù)器進(jìn)行的 MHTTPD Basic Authentication。
- mini-httpd 可以在一個(gè)系統(tǒng)線程中處理多個(gè)并發(fā)請(qǐng)求，但是在主機(jī)上占用的內(nèi)存或 CPU 很少。
- Naken Web 類似于很多其他的輕量級(jí)服務(wù)器 —— 它支持 Basic Authentication、靜態(tài)內(nèi)容等 —— 但是它的作者將它設(shè)計(jì)為用于 Webcam 操作，并且在 Gumstix、WRT54GL、OpenWrt 和其他新的平臺(tái)上運(yùn)行。
- Null httpd 是一款多線程的、簡(jiǎn)單的、可移植的 Web 服務(wù)器。
- Seminole 是一款商業(yè) Web 服務(wù)器，內(nèi)存需求較小，功能較多。
- thttpd throttle，支持
chroot、 Basic Authentication 等。
結(jié)束語(yǔ)
Web 服務(wù)器遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止是 Apache 和 IIS 的天下。您可以發(fā)現(xiàn)很多其他的 Web 服務(wù)器，它們很小，易于理解，但是又足夠快，可以被正式使用。這樣的 Web 服務(wù)器可以很好地加快您的下一個(gè)項(xiàng)目。
參考資料
學(xué)習(xí)
獲得產(chǎn)品和技術(shù)
討論
關(guān)于作者
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Cameron Laird 長(zhǎng)期為 developerWorks 撰稿，并且曾擔(dān)任專欄作家。他經(jīng)常撰寫關(guān)于能加快其雇主的應(yīng)用程序開發(fā)的開放源代碼項(xiàng)目的文章，著重關(guān)注可靠性和安全性。
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