級別： 中級
Cameron Laird (claird@phaseit.net), 副總裁, Phaseit, Inc.
2007 年 7 月 23 日
最近幾年，市場上出現(xiàn)了很多有趣的 Web 服務(wù)器實現(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)價值。下面的工程研究將調(diào)查輕量級 Web 服務(wù)器，以幫助您選擇最可能滿足下一個項目的技術(shù)需求的 Web 服務(wù)器。
“輕量級” Web 服務(wù)器，例如 lighthttpd、 litespeed 和 mongrel，可以為項目帶來很多的好處。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 Web 服務(wù)器需要哪些東西？
第一個重要的方面是清楚地理解所調(diào)查的領(lǐng)域（請參閱 參考資料，以了解更詳細的信息）。終端用戶在 Internet 上的基本動作就是 “進入一個 Web 頁面”。從大處講，這牽涉到兩個應(yīng)用程序之間的協(xié)作：
- 一個 Web 瀏覽器，例如 Firefox 或 Internet Explorer，用于請求一個特定的頁面，并且以人類可讀的方式顯示從另一個應(yīng)用程序那里收到的內(nèi)容。
- 一個 Web 服務(wù)器，通常是在遠程機器上，負責對頁面請求作出響應(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)器只對站點的技術(shù)人員可見。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、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。評價一個 Web 服務(wù)器的重要指標有：
- 性能：對請求作出響應(yīng)的速度有多快？
- 可伸縮性：當很多用戶同時訪問它時，服務(wù)器還能繼續(xù)可靠地運行嗎？
- 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？
- 標準遵從性：服務(wù)器遵從相關(guān)的 RFC 嗎？
- 靈活性：是否可以對服務(wù)器進行調(diào)優(yōu)，以支持較重的請求負載、需要計算的動態(tài)頁面或者代價不菲的認證等等？
- 平臺需求：該服務(wù)器可用于哪些平臺？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？它是否與日志記錄、審計、成本計算等組織標準兼容？
Apache 和 IIS 不能同時在那么多的標準方面做到最好。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方面超越市場領(lǐng)頭產(chǎn)品。
關(guān)于輕量級 Web 服務(wù)器的一件有趣的、值得調(diào)查的事情是，它們之間的競爭遠遠不止是理論上的：仔細研究表明，它們有很多 東西可以提供，并且即使在很多常見的情況下，它們相對于 Apache 和 IIS 也堅持了自己的風格。雖然可以合理地認為市場領(lǐng)頭產(chǎn)品已經(jīng)經(jīng)過了小心的優(yōu)化，從而能夠有效地在性能（舉個例子）方面避免被擊敗，但是很多小型的競爭對手因為只提供簡單的靜態(tài) Web 頁面服務(wù)，速度反而更快。當使用這些 Web 服務(wù)器運行測試時，您會感覺好像是在賽道上駕駛一輛 go-kart 小車，不知不覺竟然超過了 Porsche 和 Viper 車。這還不是全部：有時候，輕量級 Web 服務(wù)器可作為那些大哥級服務(wù)器的有效補充，而不只是與它們競爭。即使您知道自己將使用 Apache，有時候通過將它與一個輕量級伙伴搭檔，反而可以最大限度地利用它。最好的解決方案有時候需要兩個或更多 Web 服務(wù)器的協(xié)作。
Web 服務(wù)的輕巧性
本調(diào)查中重點關(guān)注的 “輕巧性” 實際上是一種主觀質(zhì)量，就像 “藝術(shù)” 或 “風格”。它通常意味著簡單、易于安裝、流線化、要求低和健壯 —— 比 Apache 和 IIS 更小、更簡單，當然，在試圖滿足大量市場的過程中，它們已經(jīng)變得異常復雜。出于這個目的，雖然 Java Web Server、AOLserver 和 Zeus 擁有迷人的可移植性和性能優(yōu)勢，但是它們的復雜性和大小使其不得不被拒之門外。
輕量級 Web 服務(wù)器可以適用于市場領(lǐng)頭產(chǎn)品和其他 “重量級” 服務(wù)器無法勝任的情況。例如，整個服務(wù)器可以打包在一個文件中。這意味著開發(fā)人員可以方便地攜帶生產(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 Web 服務(wù)器以嘗試新想法。而且，由于輕量級 Web 服務(wù)器要求很低，因此可以在那些無法負擔 IIS 的主機上順暢地運行。
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)器卻打包在一個可執(zhí)行文件中。我的一個雇主 Phaseit 的專長是部署和打包，我們能使 Apache 的安裝看上去比平常更簡單一些。但是即使我們做得最好，Apache 或 IIS 與輕量級 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、輕量級的 Web 服務(wù)器還可以在小功率的主機上良好地運行。在我們的公司（Phaseit —— 見 側(cè)欄）中，我們在遠程的、條件欠佳或配置較低的環(huán)境中的工業(yè)計算機上運行專用的 硬件。在這些情況下，能夠通過一個對處理能力或磁盤空間要求很低的應(yīng)用程序來提供 Web 頁面是一個很大的優(yōu)勢。這意味著我們的機器可以避免 Apache 的開發(fā)和處理能力所帶來的開銷，構(gòu)建基于 Web 的管理控制臺。
從某種程度上講，幾乎所有輕量級 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，只有兩個例外。這些 Web 服務(wù)器為嵌入 Web 服務(wù)的項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，還是在為在通用計算機上運行而設(shè)計的特定應(yīng)用程序中。它們還廣泛用于具有傳統(tǒng)外觀的 Web 站點：
- YouTube 依靠 lighttpd 快速交付歸檔的內(nèi)容，例如視頻；
- cdServe 運行 “German Woodworking Machinery and Tools” CD；
- LiteSpeed 宣揚它在 twitter、www.funnyoride.com、www.airliners.com、WordPress.com、fanfiction.com、SlashGear、www.forumactif.com 和其他著名 Web 站點上擔任的角色；
- OpenSUSE、RubyOnRails、MarkaBoo 和其他一些著名站點依賴于 Mongrel；
- demon.net、bluelight.com、mtv.com、The Drudge Report、garfield.com 等站點則使用 thttpd；
- 等等。
下面的例子說明了開發(fā)人員使用輕量級服務(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)用程序的形式運行的軟件。只需一個附加文件和一點 init.d 配置，很容易添加一個強大的 “Web 控制臺”，該 Web 控制臺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)視和配置他們的計算機，而不必安排專門的硬件連接或解決使用 “垂直” 硬件時常見的其他復雜性。
面向服務(wù)架構(gòu)（SOA）被認為難以使用。在我們的經(jīng)驗中，SOA 至少有一部分這方面的缺點阻礙了 Web 服務(wù)的使用。我們利用輕量級 Web 服務(wù)來設(shè)置快速的 SOA，以進行演示。
輕量級服務(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。性能非常高的站點會將操作分開，從而最大限度地利用緩存、代理等技術(shù)。例如，一個基于 Apache 的站點可能采用一種這樣的架構(gòu)：通過小型的 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)果實際上是 Apache 和一個或多個輔助 Web 服務(wù)器通過協(xié)作得到的輸出，它們各自擔任自己擅長的角色。這樣的安排可以以非常低的計算成本提供非常 快的結(jié)果。
手段和目的
雖然輕量級 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 Web 服務(wù)器是用 C 編寫的，但是實踐證明，有些其他實現(xiàn)語言也可以成功地用于實現(xiàn)服務(wù)器，對此我已經(jīng)做了實驗，這些語言包括 Erlang、Java、Lisp、Lua、Perl、Python 和 Tcl。如果其中有您喜歡的語言，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，您可能會將目光投向某種 “不常見” 的語言：
- 教學：使用輕量級 Web 服務(wù)器來制定一個重要、但是并不太大的目標。這是獲得使用某種語言的經(jīng)驗的好方法。
- 雖然用 C 編寫的輕量級 Web 服務(wù)器大小為 10-50 KB，更高級的語言有 100 KB 到數(shù) MB 的運行時，但整個 Web 服務(wù)器的源文件可能只占幾千個字節(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。
- 更高級的語言可以使實驗更吸引人 —— 例如，添加一個新的 HTTP/1.1 特性可能只需幾行源代碼。這些輕量級服務(wù)器是非常方便的實驗材料。
- 將 HTTP 服務(wù)器添加到已有的、用高級語言編寫的應(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）、會話、 cookie 等。從 0.2.1 版開始，Athana 一直被編寫在一個單獨的、精心組織的源文件中。
如前所述，不同的輕量級 Web 服務(wù)器有著不同的優(yōu)點，它們或多或少獨立于編程語言。所有輕量級 Web 服務(wù)器都比 Apache 更小、更易于配置。與 Apache 相比，有些輕量級 Web 服務(wù)器更快，有些則快得多。有些則強調(diào)安全性、重負載下的從容性、可擴展性或者內(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？即使只留意 “輕量級” 服務(wù)器，面對的也是一個很大的難于管理的產(chǎn)品集合。不過可以將它們按子類來劃分：超輕型、關(guān)注安全型、支持特定語言型等等。
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，一個非常 小的 Web 服務(wù)器，用一個大約 3000 字節(jié)的 Tcl 源文件實現(xiàn)。
- fnord，大小取決于平臺和配置，不超過 20K。雖然很小，但是它支持虛擬主機、CGI 和 keep-alive。
- ihttpd，使用不到 800 行的 C 代碼，包括 CGI，并通過
inetd 提供頁面。
- 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言，包括一種特殊用途的、基于棧的 Sy 腳本語言。
- ZWS 演示了一個即使是使用 500 多行帶足夠注釋的 zsh (!) 編寫的應(yīng)用程序 —— 在這里是一個 HTTP 0.9+ 服務(wù)器 —— 也可以有多強大。
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)千個同時進行的連接。
也許輕量級作為一個類別最令人印象深刻的成就是高性能服務(wù)器：
- cghttpd 是一個小型 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試驗品。
- darkhttpd 是一個快速的、單線程的 HTTP/1.1 服務(wù)器。
- Gatling 是為高性能設(shè)計的。它的特性包括 FTP、IPv6、虛擬主機、CGI 等。
- Kernux 是一個 Linux 內(nèi)核模塊，它實現(xiàn)了一個 HTTP 守護進程。
- lighttpd 是使用率排名第五的 Web 服務(wù)器（排名還在上升）。它為很多同時進行的連接進行了優(yōu)化：“典型的場景是使用 lighttpd 作為一個下載（off-load）服務(wù)器，以提供靜態(tài)內(nèi)容……”
- LiteSpeed Web Server 是一款輕量級商業(yè) Web 服務(wù)器，強調(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)器被實現(xiàn)為類或庫，以便嵌入 到較大的應(yīng)用程序中。 在這些 Web 服務(wù)器當中，我發(fā)現(xiàn)特別有趣的有：
- EHS —— “嵌入式 HTTP 服務(wù)器”，被設(shè)計為一個 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)器的實現(xiàn)語言，這些 Web 服務(wù)器包括：
- cdServer 是一個小型的、用 Python 編寫的 HTTP 服務(wù)器，它 “被設(shè)計用來提供來自 CD-ROM 的（靜態(tài)）內(nèi)容” 。它在提供動態(tài)內(nèi)容方面能力有限。我們有幾個涉及不受影響的 “live CDs” 的項目，在這些項目中像 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 實現(xiàn)的。
還有其他一些用 Perl 和其他不出名的語言編寫的輕量級 Web 服務(wù)器：
- Camlserv，用 ocaml 編寫的一個完整的 Web 服務(wù)器，目標是 “高度交互式的 Web 頁面”。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。它支持 CGI，并具有內(nèi)建的 Perl 解釋器、虛擬主機、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、SSL 連接、CGI 等。
- Jellybean 是用 Perl 編寫的基于 HTTP 的 Perl Object Server。
- lns.http 是一個 Common LISP HTTP/1.1 Web 框架。
- Mongrel 是用 Ruby 編寫的、用于 HTTP 的一個庫和服務(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、訪問控制、身份驗證、虛擬主機、SSL 兼容性等。
- Naridesh 是用 Perl 編寫的 Web 服務(wù)器。
- OpenAngel 是用 Perl 編寫的。它強調(diào)的重點是安全性。
- Xavante 是用 Lua 編寫的 HTTP/1.1 Web 服務(wù)器。
- XSP 是用 C# 編寫的，用于運行 ASP.NET。
有時候您可能需要其他一些用 C 編寫的、具有不常見的次要優(yōu)勢的輕量級 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”）是一款單進程、無線程、支持 CGI 的服務(wù)器，它強調(diào)安全性和簡單性。
- MHTTPD 支持從外部文件或 LDAP 服務(wù)器進行的 MHTTPD Basic Authentication。
- mini-httpd 可以在一個系統(tǒng)線程中處理多個并發(fā)請求，但是在主機上占用的內(nèi)存或 CPU 很少。
- Naken Web 類似于很多其他的輕量級服務(wù)器 —— 它支持 Basic Authentication、靜態(tài)內(nèi)容等 —— 但是它的作者將它設(shè)計為用于 Webcam 操作，并且在 Gumstix、WRT54GL、OpenWrt 和其他新的平臺上運行。
- Null httpd 是一款多線程的、簡單的、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
Web 服務(wù)器遠遠不止是 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項目。
參考資料
學習
獲得產(chǎn)品和技術(shù)
討論
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Cameron Laird 長期為 developerWorks 撰稿，并且曾擔任專欄作家。他經(jīng)常撰寫關(guān)于能加快其雇主的應(yīng)用程序開發(fā)的開放源代碼項目的文章，著重關(guān)注可靠性和安全性。
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