什么是应用服务器?

2024 年 8 月 30 日

作者

Mesh Flinders

Author, IBM Think

Ian Smalley

Senior Editorial Strategist

什么是应用服务器?

应用程序服务器(又称“应用服务器”或“Web 应用程序服务器”)是一种托管用于业务应用程序的软件的服务器。

应用服务器已成为许多现代企业的关键工具,使团队能够构建和启动网络应用,优化应用程序性能,并为客户创造更强的终端用户体验。

应用服务器在软件应用程序的开发中发挥着重要作用,它将用户界面与后端数据库中的关键信息连接起来。大多数高性能应用程序依赖应用服务器来运行应用程序逻辑并改善效率和管理。

过去 30 年里,全球 Web 应用程序服务器市场大幅扩张,预计未来十年仍将继续增长。根据 Straits Research 的数据,2020 年其市场规模为 149 亿美元,预计 2030 年将达到 521.2 亿美元,复合年增长率 (CAGR) 为 13.34%。1

它还变得更加多元化,既包含 Apache 等免费开源平台(截至 2014 年,其支持的全球网站数量高于任何其他服务器2),也涵盖 IBM 和 Oracle 提供的更复杂的企业级解决方案。

由于应用服务器的市场非常广泛和多样,企业在选择适合自身需求的应用服务器时需要考虑的因素非常广泛。最重要的考虑因素是他们希望构建的应用程序的需求、可用资源、业务需求及其首选编程语言。

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为什么应用服务器很重要?

如今,应用服务器在许多软件应用程序的开发中发挥着重要作用,将用户界面连接到后端数据库中包含的关键信息,例如服务器端应用程序代码。

在金融服务或设备监控等业务应用中,应用程序代码承载着业务逻辑,确保系统按设计方式运行。

业务逻辑是用于帮助应用程序根据业务规则执行交易或计算等关键操作的逻辑。它通常定义计算任务及其执行的顺序。

广义而言,应用程序服务器有助于简化应用程序开发,提高应用性能和安全性,并实现集成式管理方法。以下是其部分优势的详细介绍:

提高性能

应用服务器有助于优化许多广泛使用的应用程序功能,例如缓存和请求/响应 (r/o),从而有助于提高应用程序的整体效率。

缩短开发周期

应用程序服务器通过提供许多内置服务和代码库来处理常见任务,从而缩短上市时间,使程序员能够更轻松地构建应用程序。

集中管理

应用服务器为开发人员提供从单一平台构建和部署各种业务应用程序所需的工具和接口。

更好的可扩展性

由于应用服务器能够处理并发请求,因此被认为是高度可扩展的业务解决方案。许多应用服务器具有负载均衡能力,允许它们在多个节点之间分配计算任务,即使在流量很高的情况下也有助于确保峰值性能。

增强安全性

应用程序服务器通常连接到访问管理系统,使企业能够使用包括授权、身份验证和数据加密在内的各种安全功能来控制权限。

与语言无关的环境

大多数应用程序服务器都非常灵活,可支持多种编程语言。Web 应用程序服务器支持的热门编程语言包括 Java、ASP、.NET、PHP 等。

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应用程序服务器是如何工作的?

从最基本的意义上讲,应用服务器提供了动态 Web 应用程序运行的功能和生态系统。此功能的一部分涉及托管称为中间件的应用程序各部分;中间件是连接分布式网络中组件的软件。应用服务器及其托管的中间件通过连接最初并非旨在连接的平台,帮助简化应用程序开发并缩短开发周期。

应用程序服务器与 Web 服务器紧密协作,后者是提供静态内容(例如 HTML 页面、图像和视频)的服务器。通常,Web 服务器可接收来自网页或 Web 浏览器的超文本传输协议请求 (HTTP),并将其定向至应用程序服务器以处理业务逻辑。为了提高其可扩展性,应用程序服务器依赖一种称为“多线程”的功能,因此可以同时处理多个客户端请求。

多线程

多线程处理是一个过程,可帮助确保应用程序在高流量时保持高性能。服务器的运营被分解为称为线程的路线。多线程允许服务器创建和运行多个线程,以同时满足请求。

例如,如果用户提交需要访问外部资源(例如数据库)的请求,应用程序服务器会使用独立线程(或操作)来响应该请求,从而一次满足多个客户端请求。由于大多数 Web 服务器不支持多线程功能,因此应用程序服务器对实现现代 Web 应用程序开发的可扩展性起着关键作用。

应用程序服务器监控

由于 Web 应用程序开发是一个高度复杂的环境,因此必须对所有方面和流程进行高度监控,这一点是关键。从 Java 和 .NET 等运行时引擎到单个组件的工作负载和响应能力,监控是应用服务器功能的关键组成部分。以下是应用服务器监控有助于确保功能和高性能的一些方法。

问题解决:应用服务器监控检测响应时间、CPU 和内存使用情况、网络吞吐量等的变化,以发现问题,从而在问题破坏应用程序的可用性之前进行修复。

资源分配:应用程序监控可帮助开发人员发掘微调配置和调整资源分配的机遇,以实现最佳性能。

预测:通过持续监控,应用服务器可以预测高流量期间所需的额外资源需求,从而有助于避免中断。

应用程序服务器与 Web 服务器

应用服务器与 Web 服务器密切相关,并且这两个术语经常互换使用。从技术上讲,这并不正确,因为 Web 服务器实际上是应用服务器的一个子集。然而,随着技术的不断融合,网络服务器和应用服务器之间的差异已经变得不那么重要了。

如今,许多应用程序服务器集成了 Web 服务器的功能,反之亦然,均以 HTTP 及其常见变体作为主要通信协议。事实上,许多 Web 服务器(甚至某些应用程序服务器)如今都被称为“Web 应用程序服务器”。 以下是评估二者商业价值时需考虑的部分异同点:

客户期望

应用服务器的客户端通常是应用程序自己的用户界面 (UI) 或 Web 浏览器或移动应用程序。然而,随着 Web 浏览器成为大多数用户选择的应用程序客户端,客户端的期望值也随之增长,应用服务器与 Web 服务器之间的界限变得模糊。大多数 Web 服务器都支持 ASP、JSP 和 PHP perl 等常用脚本语言的插件,使 Web 服务器能像应用服务器一样提供动态内容。

内容

也许 Web 服务器和应用程序服务器之间最显著的区别根本不在于其功能,而是其提供的内容类型。Web 服务器可提供静态 Web 内容,例如 HTML 页面、文件、图像和视频;而应用程序服务器则是为更动态的内容而构建的,例如分析数据、交易结果和其他与业务目的相关的信息。

混合模式

出于商业目的,企业不一定需要在 Web 服务器和应用服务器之间进行选择,因为他们可以两者同时拥有。如今,大多数内容丰富、要求苛刻的业务应用程序都是两者的混合体,通过 Web 和应用服务器技术提供静态和动态内容。

Web 应用服务器的五个示例

由于应用程序开发已成为数字化转型的关键部分,许多企业正转向 Web 应用程序服务器来帮助其构建、启动和运行业务应用程序。以下是五种使用最广泛的应用程序服务器及其吸引企业的核心功能。

Apache Kafka

Apache Kafka HTTP Server,通常称为“Apache”,是一款开源 Web 应用服务器,于 1995 年首次发布,当时距离智能手机和移动应用程序开发需求的出现至少还有十年时间。Apache 的众多优势包括可用性、易于安装的附加功能、可定制的代码和高性能。

Nginx

与 Apache 一样,NGINX 是一款免费的开源 Web 服务器,具备许多相同的功能,例如易用性、可定制性和高性能。但是,NGINX 的独特之处在于它能充当一体化负载均衡器、反向代理、Web 服务器、内容缓存和应用程序编程接口 (API) 网关。例如,NGINX 为主流容器编排平台 Kubernetes 提供连接堆栈,帮助开发人员扩展、监控和管理中的应用程序。

GlassFish

与 Apache 和 NGINX 一样,Glassfish 是另一个开源应用程序服务器。Glassfish 由 Sun Microsystems 于 2006 年推出,是一款专用 Java Enterprise Edition (EE) 应用程序服务器,这意味着它采用 Java EE 平台 API 并提供标准 Java EE 服务。Glassfish 支持 Java Servlet、Enterprise JavaBean (EJB) 等。它还可以作为 Web 服务器运行,响应来自 Web 浏览器的 HTTP 请求并提供内容。借助 Glassfish,开发人员可以构建高度可扩展、高效且可与传统技术无缝协作的业务应用程序。

IBM WebSphere

与其他企业级 Web 应用程序服务器一样,IBM WebSphere 支持许多高性能应用程序,可增强业务逻辑并为客户提供更多价值。IBM WebSphere 可加速应用程序交付,从而使开发人员更加专注于代码和业务逻辑而非基础设施管理。除了上述优势之外,WebSphere 还有助于提高性能、降低成本并缩短业务应用程序实现价值的时间。WebSphere 能助力团队构建新的云原生应用程序并对现有应用程序进行现代化改造,同时维护传统的 WebSphere 资产。

Oracle WebLogic

与 WebSphere 一样,WebLogic 也是为开发企业应用程序而创建的平台。该服务器提供 Java EE 和 Jakarta EE 的强大部署功能,可支持本地和云生态系统。Oracle WebLogic 在创建时也考虑了 Kubernetes。WebLogic Kubernetes 工具包是一个开源工具集,无论服务器是部署于本地还是云端,它都有助于简化在 Kubernetes 上运行的应用程序。

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脚注

1. 应用服务器的市场规模、份额及趋势分析,Straits Research,2022 年 9 月 18 日

2. Apache HTTP Server 的历史,Neterra 云博客,2019 年 1 月 31 日