傳統(tǒng)的Web服務器在處理文件下載的時候，總是先讀入文件內容到應用程序內存，然后再把內存當中的內容發(fā)送給客戶端瀏覽器。這種方式在應付當今大負載網站，音頻視頻網站力不從心。sendfile是現(xiàn)代操作系統(tǒng)支持的一種高性能網絡IO方式，操作系統(tǒng)內核的sendfile調用可以將文件內容直接推送到網卡的buffer當中，從而避免了Web服務器讀寫文件的開銷，實現(xiàn)了“零拷貝”模式。

作為最流行的輕量級Web服務器的翹楚，lighttpd提供了良好的sendfile支持，JavaEye網站服務器使用的就是lighttpd。在Linux操作系統(tǒng)上面，只需要在lighttpd.conf配置文件如下配置，lighttpd就會使用sendfile方式處理靜態(tài)資源的下載，效率非常高：



但是在某些情況下，我們卻無法直接讓lighttpd處理文件的下載，比方說JavaEye網站需要統(tǒng)計帖子附件的下載次數(shù)，博客相冊的點擊次數(shù)，比方說需要對下載的文件進行權限的控制，特別是對于一些多用戶系統(tǒng)，你不能讓用戶上傳的私密文件被其他用戶隨便下載到，例如JavaEye圈子的共享文件不能夠對圈子外的用戶開放下載。因此，文件下載目錄千萬不能放到public目錄下，不能讓用戶直接通過瀏覽器的URL地址訪問到。在這種情況下，文件下載必須由服務器端應用程序來處理。

在RoR應用當中，我們可以在controller中使用send_file方法來控制文件的下載。send_file方法將下載的文件以4KB為單位寫到一個輸出流去。如果我們使用mongrel應用服務器的話，mongrel會在內存當中創(chuàng)建一個StringIO對象，把整個下載文件完整的讀入內存，然后再向客戶端或者前端的Web服務器寫出。如果我們使用fcgi來運行RoR的話，fcgi會直接把輸出流的內容向前端的Web服務器寫出。

毫無疑問，我們可以看到這種下載處理方式有很大的性能缺陷：

1、當使用mongrel的時候，如果下載文件很大，會導致mongrel內存暴漲！

mongrel創(chuàng)建一個StringIO對象緩存整個輸出內容，我們假設用戶下載的是一個100MB的文件，該用戶又很喜歡用多線程下載工具，他開了10個線程并發(fā)下載，那么mongrel的內存占用會暴漲1GB以上。而且最可怕的是，即使當用戶下載結束以后，mongrel的內存都不會迅速回落，而是一直保持如此高的內存占用。這個缺陷非常容易被別有用心的黑客利用，攻擊網站。這也是JavaEye網站為什么始終不用mongrel的原因之一。


2、當使用fcgi的時候，如果前端Web服務器沒有足夠大buffer，會導致fcgi進程被掛住

fcgi自己不開output buffer，而是實時寫出輸出內容，如果前端Web服務器用的是lighttpd，那么你很幸運，lighttpd會照單全收，一個字節(jié)都不拉下；如果前端Web服務器用的是nginx/apache，那么你很不幸，nginx/apache默認只開8K的buffer，收不下的那就對不起了，您慢點嘞，fcgi進程就被掛住了，只要客戶端瀏覽器下載不結束，fcgi進程就被一直占用。

3、即使使用lighttpd+fcgi，也會對服務器造成不小的性能開銷

lighttpd+fcgi是最理想的Rails部署環(huán)境，JavaEye網站使用的就是lighttpd+fcgi。當ruby程序執(zhí)行send_file開始下載的時候，fcgi會以4KB為單位讀入文件內容，然后立刻寫出到lighttpd去，而lighttpd照單全收。因此當下載文件被完整的通過fcgi被flush到lighttpd的內存里面去以后，即使你殺掉fcgi進程，都絲毫不會影響文件下載。

也許你會問，lighttpd都吃下來文件內容，內存會不會暴漲？會的，我們假設同樣的用戶場景，某用戶啟動10個線程下載100MB的文件，fcgi進程內存不會發(fā)生變化，但是lighttpd會暴漲1GB。但所幸的是lighttpd的內存管理的不錯，一旦用戶取消下載，或者下載完畢，lighttpd立刻釋放掉1GB的內存。

但是無論怎么說，ruby還是需要完整的讀取下載文件，而lighttpd也需要開辟足夠大的內存，處理整個文件的下載過程，對服務器開銷還是很大的。我們的問題是，能不能讓帶權限控制的文件下載像lighttpd下載靜態(tài)資源文件那樣快，開銷那樣小呢？答案就是X-sendfile！

使用X-sendfile方式，服務器端應用程序不需要讀取下載文件了，只需要設置response的header信息就足夠了，此外還要附加一個信息“X-LIGHTTPD-send-file”信息給lighttpd，告訴lighttpd，文件下載我就不管了，你自己看著辦吧：

response.headers['Content-Type'] = @attachment.content_type
response.headers['Content-Disposition'] = "attachment; filename=\"#{URI.encode(@attachment.filename)}\"" 
response.headers['Content-Length'] = @attachment.size
response.headers["X-LIGHTTPD-send-file"] = @attachment.public_filename
render :nothing => true

X-LIGHTTPD-send-file告訴lighttpd，去硬盤的哪個路徑找要下載的文件，最后一行啥都不輸出了，下載不用ruby來管了。

而lighttpd收到X-LIGHTTPD-send-file信息以后，就會找到硬盤該文件，以靜態(tài)資源文件的下載方式處理，絲毫不消耗lighttpd的內存。還是以某用戶啟動10個線程下載100MB文件為例，10個fcgi進程發(fā)送了response信息就處理完畢了，而lighttpd知道下載的是硬盤的靜態(tài)文件，會以sendfile方式下載，文件內容就會被操作系統(tǒng)內核直接送到網卡的buffer里面，既不消耗ruby進程，也不消耗lighttpd，皆大歡喜。

在lighttpd-1.4.18版本里面，fastcgi方式已經內置X-sendfile支持，僅僅需要你在配置文件打開就可以了：



JavaEye網站在使用了X-sendfile功能之后，lighttpd的內存占用有明顯的下降。未使用X-sendfile之前，lighttpd有時候內存占用會到200MB以上(有用戶多線程下載附件)，在使用X-sendfile之后，lighttpd的內存占用還從未突破20MB。

最后要提醒大家?guī)讉�問題：

1、lighttpd-1.4.x不認X-sendfile這個header，只認X-LIGHTTPD-send-file

按照lighttpd網站自己的文檔，以及各種各樣流行的X-sendfile文檔，設置的header都是X-sendfile，但是經過我們n次失敗的摸索，才發(fā)現(xiàn)原來必須使用X-LIGHTTPD-send-file，這一點請不要被文檔迷惑，目前好像也只有我們提出這個解決辦法，互聯(lián)網上面尚未看到其他人提出過，看來我們又首開先河了。用RoR就是這點好，你動不動就得自己先去當嘗螃蟹的那個人。

2、lighttpd-1.5.0版本的X-sendfile設置有所改變

lighttpd-1.5.0版本還未發(fā)布正式版本，據說1.5.0已經認識X-sendfile這個header了，這個大家有興趣自己測試吧。
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