MOOC学习平台用户响应时间优化策略研究-以陕西省高等教育MOOC中心平台为例.docx

MOOC学习平台用户响应时间优化策略研究以陕西省高等教育MOOC中心平台为例 2.MOOC学习平台响应时间优化的思路网站访问特点所遵循的二八定律：其中80%的业务访问集中在20%的数据上，用户访问网页的等待时间，[13]有80%是发生在浏览器前端，特别是页面和页面中各种元素（图片、CSS、Javascript、flash）的下载之上因此在很多情况下，相对于把大量的时间花在艰苦而繁杂的程序改进上，前端的优化往往能起到事半功倍的作用，前端优化的途径有很多，按粒度大致可以分为两类，第一类是页面级别的优化，例如HTTP请求数、脚本的无阻塞加载、内联脚本的位置优化等；第二类则是代码级别的优化，例如JavaScript中的DOM操作优化、CSS选择符优化、图片优化以及HTML结构优化等后端主要是提高服务器的性能和数据库的读写速度因此，从用户角度而言，优化能够让页面加载得更快、对用户的操作响应、更及时，能够给用户提供更为友好的体验从服务提供者角度而言，优化能够减少页面请求数、或者减小请求所占带宽，能够节省可观的资源总之，恰当的优化不仅能够改善站点的用户体验并且能够节省相当的资源利用3.MOOC学习平台响应时间前端优化策略设计减少组件数。

减少组件数相当于减少组件请求数，因此减少组件数可以从以下三个方面进行：一是组件合成技术通过组件合成技术将多个组件合成一个组件，从而减少HTTP请求数，组件平均请求数据量request_data_average会相应的减少，当采用css sprites技术将多个小图片合成一个大图片，大图片小于多个小图片的总大小，也就是说response_data_average有可能会减小因此通过组件合成技术将多个组件合成一个组件或者直接去掉没有必要的组件将能提高网站的前端性理论依据如下：n↓request_data_average↓（response_data_average ↓）response_time↓二是并行请求HTTP1.1规范引入了HTTP管道技术，通过该技术可以在一个TCP/IP数据包中同时发送多个HTTP请求，相当于减少组件的请求数n，从而获得更快的响应速度，理论依据如下：n↓response_time↓但过多的并行数有可能会降低性能，在HTTP1.1规范中建议对每一个域名可并行的请求数为2因此，将网页中的部分组件存储在另一个域名下可以增加组件的并行下载数，从而获得更快的网页响应时间同时，网页中的js组件会阻塞并行请求，因此应将js组件设置为最后网页的最后一个组件确保网页组件的并行加载。

三是客户端缓存组件图2是网页第一次在浏览器中加载的模型，此时浏览器中没有网页组件的任何缓存信息当网页第二次在具有网页组件缓存的浏览器中加载时，网页将有可能使用加载缓存组件图3展示了是网页组件加载的具体流程图：当浏览器直接通过缓存中的组件缓存期限判断出缓存组件在有效期内，浏览器不会发送任何请求而直接加载缓存中的组件，服务器也不需要响应组件，因此，不仅组件请求数和平均请求数据量减少，而且平均响应数据量response_data_average会大大的减少，从而缩短响应时间response_time理论依据如下：n↓request_data_average↓response_data_average↓↓response_time↓减少平均传输数据量基于B/S模式的网站系统中，减少平均传输数据量主要是在服务器端对网页组件源文件进行压缩优化和对要传输的组件压缩后再传输，从而实现减少传输内容以达到提高网页响应速度的目的理论依据如下：response_data_average↓response_time↓一是对传输的部分组件进行压缩在服务器端对要响应信息进行压缩后再传输，例如在Apache Web服务器中通过启用gzip压缩要传输的组件，压缩比在60%左右，能够很大程度上减少平均传输数据量，从而缩短响应时间。

二是对组件源进行压缩优化研究表明，网页中的HTML文档、CSS、JS、图片、视频等各类组件进行压缩优化后能获得较高的压缩比针对HTML、CSS和JS这三类文件，通过代码压缩工具将空行、空白符和换行符等便于阅读的字符清除；图片等多媒体资源通过具体的优化工具进行优化，可以很大程度减少图片的大小三是设置组件可缓存由图2可知，Web服务器端设置组件可缓存将会大大提高网页在浏览器中的加载速度，同时为各类组件设置不同缓存有效期限提高传输速率在不改变硬件的基础上相对的提高传输速率，采用http协议比https协议的链路简单、设置服务器使浏览器缓存DNS能够减少DNS查找链路，这两种方式都能缩短网页的响应时间在条件允许的情况下，通过使用CDN（内容分发网络）使浏览器访问地理位置最近的Web服务器，能够更大程度的缩短网页响应时间减少链接开销根据HTTP1.1规范[14]，设置Web服务器支持持久连接（Keep-Alive）时，如果浏览器也支持持久连接，那么一个网页的所有组件可以共享一个浏览器与Web服务器之间的链接，如图4所示此时，网页的响应时间为：response_keep_alive=n（request_data_average+response_data_average）/transfer_rate+http_link_time。

因此，采用持久连接的网页响应时间response_keep_alive小于或等于采用多链接的网页响应时间response_time在不增加硬件资源也不对后端代码进行改动的前提下，理论上证明通过减少组件数、减少平均传输数据量、提高传输速率和减少链接开销可以缩短网页的响应时间，可提高网站的前端性能其前端优化的具体策略总结为以下11项：一是利用组件合成技术将多个组件合成；二是将JS组件作为页面的最后一个组件；三是为页面组件设置另一个域名；四是允许组件被缓存；五是对网页组件源文件进行压缩；六是将响应进行压缩后再传输；七是为较固定的组件设置较长的过期期限；八是对安全性要求低的网页使用http协议；九是使用内容分发网络（CDN）；十是设置服务器支持持久连接；十一是将CSS组件作为网页的第一个组件4.MOOC学习平台响应时间后台优化策略设计信息服务的效率、速度、可靠性、连续性对于一个网站的信息传播等起着不可估量的作用网络服务器面对的访问数量大大增加并且更加不可预知但是对于MOOC学习平台，服务器系统必须具备提供大量并发访问服务的能力，其处理能力和I/O能力已经成为提供服务的瓶颈，如果学习者的增多导致通信量超出了服务器能承受的范围，那么其结果必然是宕机。

显然，单台服务器有限的性能不可能解决这个问题，最根本的解决办法是将多台服务器通过负载均衡交换机进行连接，提供相同的服务，如图5所示，这样可以实现：一是服务器负载均衡可以使多个服务器同时运行相同的应用，而所有服务器的负载情况相同，从而提高服务的整体性能；二是服务器负载均衡可以通过检查服务器的健康状态，如果有服务器出现故障，则不向该服务器转发请求，从而保证服务的可用性；三是服务器负载均衡可以的升级、更换和增加服务器，提高服务的可维护性和可扩展性；四是服务器负载均衡可以通过抗DOS攻击、包过滤等方式提高服务的安全性四、MOOC学习平台响应时间优化实践与结果分析1.MOOC学习平台响应时间优化措施根据优化策略，陕西省高等教育MOOC平台优化前由1个HTML文档、4个JS脚本、11个CSS样式表、16张背景图片和42个小视频组成，用户在第一次即无任何陕西省高等教育MOOC平台首页缓存的情况下访问该页面时，网络传输的数据量为694K，HTTP请求数为32次组件合成将4个JS脚本合成一个并放置在页面的最后、将11个CSS样式文件合并成1个CSS样式文件并放置在页面的最顶部、将15个小背景图片通过CSS sprites技术合成为1个背景图片，网页的请求数减少到5个且传输数据量也相应的减少。

减少平均数据量在Apache中启用gzip对html、css、js、xml文件进行压缩后传输、利用代码压缩工具将HTML、CSS和JS文档进行压缩，最终传输数据量由694KB减少到311KB，传输数据量减少到原有数据量的50%以下使用缓存在Apache服务器中设置CSS、JS和图片可缓存且具有较长的有效期，从而使得陕西省高等教育MOOC平台大量的固定用户（不止一次访问陕西省高等教育MOOC平台的用户）在第二次访问陕西省高等教育MOOC平台首页时仅需要向服务器发送1次HTTP请求，数据传输量仅仅为4K2.MOOC学习平台响应时间优化结果分析如表2所示，在对陕西省高等教育MOOC平台网站性能进行优化之后，对省内外的6个监测点的数据在同一时段进行了搜集和统计分析，整理后如表2所示，优化后各地监测点的总耗时明显下降，省外监测点中下降最明显的是广州和重庆，总耗时平均下降100MS，西安响应时间依然保持较低的总耗时，北京地区响应时间进一步减少横向对比发现总耗时减少的原因是因为解析时间的减少进一步统计发现，无缓存的请求数由32次减少到5次，相应的传输数据量由694KB减少到311KB，优化后的访问并发数至少提升6倍且节省50%的网络带宽；有缓存的请求数由32次减少到1次，相应的传输数据量由16KB减少到4KB，优化后的访问并发数提升32倍且节省75%的网络带宽。

五、结论MOOC学习平台响应时间优化涉及到网站建设的方方面面，需要对学习平台的前端和后台综合优化但是，通过改进网站后端的服务器配置环境和性能，修改网站程序等性能优化方法提高网站性能往往比较繁杂，而网站前端性能优化相对其它性能优化方式具有明显的效果，可以减小服务器来自两个方面的压力：一是高并发的访问导致数据库的访问压力很大，大量的数据查询操作消耗了大部分资源；二是网站服务器的架构性能因大量网页、图片、JS等文件的频繁加载而需要更高的带宽与系统资源通过对网站前端进行优化，这两方面的压力都将在很大程度上得到改善，但是对于高校学习平台性能的优化还需要结合前端性能和后台设计进行综合优化，才能从根本上提高学习平台的性能参考文献：[1]Sarah Stotz；Jung Sun Lee. Development of an Online Smartphone-based E-learning Nutrition Education Program for Low-Income Individuals[J]. Journal of Nutrition Education and Behavior，2016（3）：32-34.[2]梁林梅，夏颖越.美国高校教育：现状、阻碍、动因与启示——基于斯隆联盟十二年调查报告的分析[J].开放教育研究，2016（2）：27-36..[3]李玉华.我国高等教育供给侧改革研究[J].教育探索，2016（5）：71-76.[4]李宝林.浅析网站性能优化技术[J].电子设计工程，2014（2）：5-9.[5]Allen，E.，& Seaman J.（2014）.Grade Level：Tracking Online Education in the United States[EB/OL].[2015-12-20]. http：//[6]刘磊，倪宏，嵇智辉，等.基于HTTP请求的ORM性能优化研究[J].计算机工程，2009，35（8）：38-39.[7]周鹏，。