Apache 服務器 Prefork、Worker和Event三種工做模式分析

一，Apache三種MPM介紹

Apache 2.X 支持插入式並行處理模塊，稱爲多路處理模塊（MPM）。在編譯apache時必須選擇也只能選擇一個MPM，對類UNIX系統，有幾個不一樣的MPM可供選擇，它們會影響到apache的速度和可伸縮性。這三種MPM記錄於conf/extra/httpd-mpm.conf文件中。

Prefork MPM：這個多路處理模塊(MPM)實現了一個非線程型的、預派生的web服務器，它的工做方式相似於Apache 1.3。它適合於沒有線程安全庫，須要避免線程兼容性問題的系統。它是要求將每一個請求相互獨立的狀況下最好的MPM，這樣若一個請求出現問題就不會影響到其餘請求。

這個MPM具備很強的自我調節能力，只須要不多的配置指令調整。最重要的是將MaxClients設置爲一個足夠大的數值以處理潛在的請求高峯，同時又不能太大，以至須要使用的內存超出物理內存的大小。

Worker MPM：此多路處理模塊(MPM)使網絡服務器支持混合的多線程多進程。因爲使用線程來處理請求，因此能夠處理海量請求，而系統資源的開銷小於基於進程的MPM。可是，它也使用了多進程，每一個進程又有多個線程，以得到基於進程的MPM的穩定性。

每一個進程能夠擁有的線程數量是固定的。服務器會根據負載狀況增長或減小進程數量。一個單獨的控制進程(父進程)負責子進程的創建。每一個子進程能夠創建ThreadsPerChild數量的服務線程和一個監聽線程，該監聽線程監聽接入請求並將其傳遞給服務線程處理和應答。

不論是Worker模式或是Prefork 模式，Apache老是試圖保持一些備用的(spare)或者是空閒的子進程（空閒的服務線程池）用於迎接即將到來的請求。這樣客戶端就不須要在獲得服務前等候子進程的產生。

Event MPM：以上兩種穩定的MPM方式在很是繁忙的服務器應用下都有些不足。儘管HTTP的Keepalive方式能減小TCP鏈接數量和網絡負載，可是 Keepalive須要和服務進程或者線程綁定，這就致使一個繁忙的服務器會耗光全部的線程。 Event MPM是解決這個問題的一種新模型，它把服務進程從鏈接中分離出來。在服務器處理速度很快，同時具備很是高的點擊率時，可用的線程數量就是關鍵的資源限 制，此時Event MPM方式是最有效的。一個以Worker MPM方式工做的繁忙服務器可以承受每秒好幾萬次的訪問量（例如在大型新聞服務站點的高峯時），而Event MPM能夠用來處理更高負載。值得注意的是，Event MPM不能在安全HTTP（HTTPS）訪問下工做。

二，配置三種MPM

查看Apache安裝的MPM

$ apachectl -l Compiled in modules: core.c
  prefork.c
  http_core.c
  mod_so.c

若是你看到perfork.c則表示當前爲perfork MPM模式。worker.c則表示爲worker MPM模式。event.c則表示爲event MPM模式。

Prefork 是UNIX平臺上默認的MPM，它所採用的預派生子進程方式也是apache 1.3中採用的模式。prefork 自己並無使用到線程，2.0 版本使用它是爲了與1.3版保持兼容性；另外一方面，perfork用單獨的子進程來處理不一樣的請示，之進程之間是彼此獨立的，這也使其成爲最穩定的MPM之一。

配置Apache的MPM
須要的apache 配置安裝的時候須要指定模式：

$ ./configure --prefix=/usr/local/apache2worker --enable-so --with-mpm=worker
$ make
$ make install

配置Event MPM 
同我上面的方法同樣，只須要在安裝的時候加上如下參數： –enable-nonportable-atomics=yes
須要注意的是Event MPM對於老的CPU多是不支持的。

三，三種MPM參數分析

3.1 perfork MPM分析

 mpm_prefork_module> StartServers             5  #數量的服務器進程開始
    MinSpareServers          5  #最小數量的服務器進程，保存備用
    MaxSpareServers         10  #最大數量的服務器進程,保存備用
    MaxRequestWorkers      250  #最大數量的服務器進程容許開始
    MaxConnectionsPerChild   0  #每一個服務器進程的最大鏈接數

prefork控制進程在最初創建「StartServers」個子進程後，爲了知足MinSpareServers設置的須要建立一個進程，等待一秒鐘，繼續建立兩 個，再等待一秒鐘，繼續建立四個……如此按指數級增長建立的進程數，最多達到每秒32個，直到知足MinSpareServers設置的值爲止。這種模式 能夠沒必要在請求到來時再產生新的進程，從而減少了系統開銷以增長性能。MaxSpareServers設置了最大的空閒進程數，若是空閒進程數大於這個值，Apache會自動kill掉一些多餘進程。這個值不要設得過大，但若是設的值比MinSpareServers小，Apache會自動把其調整爲 MinSpareServers+1。若是站點負載較大，可考慮同時加大MinSpareServers和MaxSpareServers。

MaxRequestsPerChild設置的是每一個子進程可處理的請求數。每一個子進程在處理了「MaxRequestsPerChild」個請求後將自動銷燬。0意味着無限，即子進程永不銷燬。雖然缺省設爲0可使每一個子進程處理更多的請求，但若是設成非零值也有兩點重要的好處：一、可防止意外的內存泄 漏。二、在服務器負載降低的時侯會自動減小子進程數。所以，可根據服務器的負載來調整這個值。

MaxRequestWorkers指令集同時將服務請求的數量上的限制。任何鏈接嘗試在MaxRequestWorkerslimit將一般被排隊，最多若干基於上ListenBacklog指令。在apache2.3.13之前的版本MaxRequestWorkers被稱爲MaxClients。

MaxRequestWorkers是這些指令中最爲重要的一個，設定的是 Apache能夠同時處理的請求，是對Apache性能影響最大的參數。其缺省值150是遠遠不夠的，若是請求總數已達到這個值（可經過ps -ef|grep http|wc -l來確認），那麼後面的請求就要排隊，直到某個已處理請求完畢。這就是系統資源還剩下不少而HTTP訪問卻很慢的主要緣由。雖然理論上這個值越大，能夠處理的請求就越多，但Apache默認的限制不能大於256。

3.2 worker MPM分析

 mpm_worker_module> StartServers             3  #初始數量的服務器進程開始
    MinSpareThreads         75  #最小數量的工做線程，保存備用
    MaxSpareThreads        250  #最大數量的工做線程，保存備用
    ThreadsPerChild         25  #固定數量的工做線程在每一個服務器進程
    MaxRequestWorkers      400  #最大數量的工做線程
    MaxConnectionsPerChild   0  #每一個服務器進程的最大鏈接數

Worker由主控制進程生成「StartServers」個子進程，每一個子進程中包含固定的ThreadsPerChild線程數，各個線程獨立地處理請求。一樣， 爲了避免在請求到來時再生成線程，MinSpareThreads和MaxSpareThreads設置了最少和最多的空閒線程數；

而MaxRequestWorkers設置了同時連入的clients最大總數。若是現有子進程中的線程總數不能知足負載，控制進程將派生新的子進程。

例如：5 StartServers x 25 ThreadsPerChild = 125 MaxRequestWorkers。

MinSpareThreads和MaxSpareThreads的最大缺省值分別是75和250。這兩個參數對Apache的性能影響並不大，能夠按照實際狀況相應調節 。

ThreadsPerChild是worker MPM中與性能相關最密切的指令。ThreadsPerChild的最大缺省值是64，若是負載較大，64也是不夠的。這時要顯式使用 ThreadLimit指令，它的最大缺省值是20000。

Worker模式下所能同時處理的請求總數是由子進程（StartServers）乘以ThreadsPerChild值決定的，應該大於等於MaxRequestWorkers。若是負載很大，現有的子進程數不能知足時，控制進程會派生新的子進程。默認最大的子進程總數是16，加大時也須要顯式聲明ServerLimit（最大值是20000）。須要注意的是，若是顯式聲明瞭ServerLimit，那麼它乘以 ThreadsPerChild的值必須大於等於MaxRequestWorkers，並且MaxRequestWorkers必須是ThreadsPerChild的整數倍，不然 Apache將會自動調節到一個相應值。

3.3 event MPM分析

 mpm_event_module> StartServers             3  #初始數量的服務器進程開始
    MinSpareThreads         75  #最小數量的工做線程，保存備用
    MaxSpareThreads        250  #最大數量的工做線程，保存備用
    ThreadsPerChild         25  #固定數量的工做線程在每一個服務器進程
    MaxRequestWorkers      400  #最大數量的工做線程
    MaxConnectionsPerChild   0  #每一個服務器進程的最大鏈接數 
····················································································································································································
apache工做模式梳理
 
apache目前主要有兩種模式：prefork模式和worker模式：
1）prefork模式（默認模式）
prefork是Unix平臺上的默認（缺省）MPM，使用多個子進程，每一個子進程只有一個線程。每一個進程在某個肯定的時間只能維持一個鏈接，效率高，但內存佔用量比較大。
這個多路處理模塊(MPM)實現了一個非線程型的、預派生的web服務器，它的工做方式相似於Apache 1.3。它適合於沒有線程安全庫，須要避免線程兼容性問題的系統。它是要求將每一個請求相互獨立的狀況下最好的MPM，這樣若一個請求出現問題就不會影響到其餘請求。
2）worker模式
worker使用多個子進程，每一個子進程有多個線程，每一個線程在某個肯定的時間只能維持一個鏈接，內存佔用量比較小，適合高流量的http服務器。缺點是假如一個線程崩潰，整個進程就會連同其任何線程一塊兒」死掉」，因此要保證一個程式在運行時必須被系統識別爲」每一個線程都是安全的」。此多路處理模塊(MPM)使網絡服務器支持混合的多線程多進程。因爲使用線程來處理請求，因此能夠處理海量請求，而系統資源的開銷小於基於進程的MPM。可是它也使用了多進程，每一個進程又有多個線程，以得到基於進程的MPM的穩定性。
apache模式的查看和安裝
1.常看當前模式
若是apache已經安裝，咱們能夠用"httpd -l"命令查看當前模式。若找到prefork.c則表示當前工做在prefork模式;同理出現worker.c則工做在worker模式。
若是apache還未安裝，咱們在編譯安裝的時候能夠加入 --with-pem=(prefork|worker) 選項決定啓用什麼模式。
[root@master-node ~]# httpd -l
Compiled in modules:
core.c
prefork.c                   //說明當前是prefork模式
http_core.c
mod_so.c
2.切換模式
1）將當前的prefork模式啓動文件更名
[root@master-node ~]# which httpd
/usr/sbin/httpd
[root@master-node ~]# mv /usr/sbin/httpd /usr/sbin/httpd.prefork
2）將worker模式的啓動文件更名
[root@master-node ~]# mv /usr/sbin/httpd.worker /usr/sbin/httpd
[root@master-node ~]# httpd -l
Compiled in modules:
core.c
worker.c                  //說明已經切換成worker模式了
http_core.c
mod_so.c
3）修改Apache配置文件
[root@master-node ~]# vim /usr/local/apache2/conf/extra/httpd-mpm.conf
找到裏邊的以下一段，可適當修改負載等參數：
<IfModule mpm_worker_module>StartServers 2MaxClients 150MinSpareThreads 25MaxSpareThreads 75ThreadsPerChild 2
4）從新啓動服務
[root@master-node ~]# /usr/local/apache2/bin/apachectl restart
處於穩定性和安全性考慮，不建議更換apache2的運行方式，使用系統默認prefork便可。另外不少php模塊不能工做在worker模式下，例如redhat linux自帶的php也不能支持線程安全。因此最好不要切換工做模式。
prefork和worker模式的比較
prefork模式使用多個子進程，每一個子進程只有一個線程。每一個進程在某個肯定的時間只能維持一個鏈接。在大多數平臺上，Prefork MPM在效率上要比Worker MPM要高，可是內存使用大得多。prefork的無線程設計在某些狀況下將比worker更有優點：它可使用那些沒有處理好線程安全的第三方模塊，而且對於那些線程調試困難的平臺而言，它也更容易調試一些。
worker模式使用多個子進程，每一個子進程有多個線程。每一個線程在某個肯定的時間只能維持一個鏈接。一般來講，在一個高流量的HTTP服務器上，Worker MPM是個比較好的選擇，由於Worker MPM的內存使用比Prefork MPM要低得多。但worker MPM也由不完善的地方，若是一個線程崩潰，整個進程就會連同其全部線程一塊兒"死掉"。因爲線程共享內存空間，因此一個程序在運行時必須被系統識別爲"每一個線程都是安全的"。
總的來講，prefork方式速度要稍高於worker，然而它須要的cpu和memory資源也稍多於woker。
prefork模式配置詳解
[root@master-node ~]# vim /usr/local/apache2/conf/extra/httpd-mpm.conf 找到下面的內容
<IfModule mpm_prefork_module>ServerLimit 256StartServers 5MinSpareServers 5MaxSpareServers 10MaxClients 256MaxR
1）ServerLimit
默認的MaxClient最大是256個線程，若是想設置更大的值，就的加上ServerLimit這個參數。20000是ServerLimit這個參數的最大值。若是須要更大，則必須編譯apache，此前都是不須要從新編譯Apache。
生效前提：必須放在其餘指令的前面
2）StartServers
指定服務器啓動時創建的子進程數量，prefork默認爲5。
3）MinSpareServers
指定空閒子進程的最小數量，默認爲5。若是當前空閒子進程數少於MinSpareServers ，那麼Apache將以最大每秒一個的速度產生新的子進程。此參數不要設的太大。
4）MaxSpareServers
設置空閒子進程的最大數量，默認爲10。若是當前有超過MaxSpareServers數量的空閒子進程，那麼父進程將殺死多餘的子進程。此參數不要設的太大。若是你將該指令的值設置爲比MinSpareServers小，Apache將會自動將其修改爲"MinSpareServers+1"。
5）MaxClients 
限定同一時間客戶端最大接入請求的數量(單個進程併發線程數)，默認爲256。任何超過MaxClients限制的請求都將進入等候隊列，一旦一個連接被釋放，隊列中的請求將獲得服務。要增大這個值，你必須同時增大ServerLimit。
6）MaxRequestsPerChild
每一個子進程在其生存期內容許伺服的最大請求數量，默認爲10000.到達MaxRequestsPerChild的限制後，子進程將會結束。若是 MaxRequestsPerChild爲"0"，子進程將永遠不會結束。將MaxRequestsPerChild設置成非零值有兩個好處：
1--能夠防止(偶然的)內存泄漏無限進行，從而耗盡內存。
2--給進程一個有限壽命，從而有助於當服務器負載減輕的時候減小活動進程的數量。
worker模式配置詳解
[root@master-node ~]# vim /usr/local/apache2/conf/extra/httpd-mpm.conf 找到下面的內容
<IfModule mpm_worker_module>StartServers 2MaxClients 150MinSpareThreads 25MaxSpareThreads 75ThreadsPerChild 25MaxRequestsPerChild 0</IfModule>
1）StartServers
服務器啓動時創建的子進程數，默認值是"3"。
2）MaxClients
容許同時伺服的最大接入請求數量(最大線程數量)。任何超過MaxClients限制的請求都將進入等候隊列。默認值 是"400"，16(ServerLimit)乘以25(ThreadsPerChild)的結果。所以要增長MaxClients的時候，你必須同時增長ServerLimit的值。
3）MinSpareThreads
最小空閒線程數，默認值是"75"。這個MPM將基於整個服務器監視空閒線程數。若是服務器中總的空閒線程數太少，子進程將產生新的空閒線程。
4）MaxSpareThreads
設置最大空閒線程數。默認值是"250"。這個MPM將基於整個服務器監視空閒線程數。若是服務器中總的空閒線程數太多，子進程將殺死多餘的空閒線程。 MaxSpareThreads的取值範圍是有限制的。Apache將按照以下限制自動修正你設置的值：worker要求其大於等於 MinSpareThreads加上ThreadsPerChild的和。
5）ThreadsPerChild
每一個子進程創建的常駐的執行線程數。默認值是25。子進程在啓動時創建這些線程後就再也不創建新的線程了。
6）MaxRequestWorkers = MaxClients 最大鏈接數
7）MaxRequestsPerChild 
設置每一個子進程在其生存期內容許伺服的最大請求數量。到達MaxRequestsPerChild的限制後，子進程將會結束。若是MaxRequestsPerChild爲"0"，子進程將永遠不會結束。將MaxRequestsPerChild設置成非零值有兩個好處：
1--能夠防止(偶然的)內存泄漏無限進行，從而耗盡內存。
2--給進程一個有限壽命，從而有助於當服務器負載減輕的時候減小活動進程的數量。
注意對於KeepAlive連接，只有第一個請求會被計數。事實上，它改變了每一個子進程限制最大連接數量的行爲。
總結
之前apache主流模式爲prefork，如今worker模式也開始多了起來，區別來講，worker模式能夠應對高流量，可是安全性不太好;prefork模式安全性比較好，可是性能會差一點，各位能夠根據本身服務器的類別選取不一樣的模式，更好的使用apache。