Nginx優化教程 實現突破十萬併發

nginx指令中的優化（配置文件）

worker_processes 8;

　　nginx進程數，建議按照cpu數目來指定，通常爲它的倍數。

worker_cpu_affinity 00000001 00000010 00000100 00001000 00010000 00100000 01000000 10000000;

　　爲每一個進程分配cpu，上例中將8個進程分配到8個cpu，固然能夠寫多個，或者將一個進程分配到多個cpu。

worker_rlimit_nofile 102400;

　　這個指令是指當一個nginx進程打開的最多文件描述符數目，理論值應該是最多打開文件數（ulimit -n）與nginx進程數相除，可是nginx分配請求並非那麼均勻，因此最好與ulimit -n的值保持一致。

use epoll;

　　使用epoll的I/O模型，這個不用說了吧。

worker_connections 102400;

　　每一個進程容許的最多鏈接數，理論上每臺nginx服務器的最大鏈接數爲worker_processes*worker_connections。

keepalive_timeout 60;

　　keepalive超時時間。

client_header_buffer_size 4k;

　　客戶端請求頭部的緩衝區大小，這個能夠根據你的系統分頁大小來設置，通常一個請求的頭部大小不會超過1k，不過因爲通常系統分頁都要大於1k，因此這裏設置爲分頁大小。分頁大小能夠用命令getconf PAGESIZE取得。

open_file_cache max=102400 inactive=20s;

　　這個將爲打開文件指定緩存，默認是沒有啓用的，max指定緩存數量，建議和打開文件數一致，inactive是指通過多長時間文件沒被請求後刪除緩存。

open_file_cache_valid 30s;

　　這個是指多長時間檢查一次緩存的有效信息。

open_file_cache_min_uses 1;

　　open_file_cache指令中的inactive參數時間內文件的最少使用次數，若是超過這個數字，文件描述符一直是在緩存中打開的，如上例，若是有一個文件在inactive時間內一次沒被使用，它將被移除。

內核參數的優化

net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 6000

　　timewait的數量，默認是180000。

net.ipv4.ip_local_port_range = 1024    65000

　　容許系統打開的端口範圍。

net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1

　　啓用timewait快速回收。

net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1

　　開啓重用。容許將TIME-WAIT sockets從新用於新的TCP鏈接。

net.ipv4.tcp_syncookies = 1

　　開啓SYN Cookies，當出現SYN等待隊列溢出時，啓用cookies來處理。

net.core.somaxconn = 262144

　　web應用中listen函數的backlog默認會給咱們內核參數的net.core.somaxconn限制到128，而nginx定義的NGX_LISTEN_BACKLOG默認爲511，因此有必要調整這個值。

net.core.netdev_max_backlog = 262144

　　每一個網絡接口接收數據包的速率比內核處理這些包的速率快時，容許送到隊列的數據包的最大數目。

net.ipv4.tcp_max_orphans = 262144

　　系統中最多有多少個TCP套接字不被關聯到任何一個用戶文件句柄上。若是超過這個數字，孤兒鏈接將即刻被複位並打印出警告信息。這個限制僅僅是爲了防止簡單的DoS攻擊，不能過度依靠它或者人爲地減少這個值，更應該增長這個值(若是增長了內存以後)。

net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 262144

　　記錄的那些還沒有收到客戶端確認信息的鏈接請求的最大值。對於有128M內存的系統而言，缺省值是1024，小內存的系統則是128。

net.ipv4.tcp_timestamps = 0

　　時間戳能夠避免序列號的卷繞。一個1Gbps的鏈路確定會遇到之前用過的序列號。時間戳可以讓內核接受這種"異常"的數據包。這裏須要將其關掉。

net.ipv4.tcp_synack_retries = 1

　　爲了打開對端的鏈接，內核須要發送一個SYN並附帶一個迴應前面一個SYN的ACK。也就是所謂三次握手中的第二次握手。這個設置決定了內核放棄鏈接以前發送SYN+ACK包的數量。

net.ipv4.tcp_syn_retries = 1

　　在內核放棄創建鏈接以前發送SYN包的數量。

net.ipv4.tcp_fin_timeout = 1

　　若是套接字由本端要求關閉，這個參數決定了它保持在FIN-WAIT-2狀態的時間。對端能夠出錯並永遠不關閉鏈接，甚至意外當機。缺省值是60秒。2.2 內核的一般值是180秒，你能夠按這個設置，但要記住的是，即便你的機器是一個輕載的WEB服務器，也有由於大量的死套接字而內存溢出的風險，FIN- WAIT-2的危險性比FIN-WAIT-1要小，由於它最多隻能吃掉1.5K內存，可是它們的生存期長些。

net.ipv4.tcp_keepalive_time = 30

　　當keepalive起用的時候，TCP發送keepalive消息的頻度。缺省是2小時。

一個完整的內核優化配置

net.ipv4.ip_forward = 0
net.ipv4.conf.default.rp_filter = 1
net.ipv4.conf.default.accept_source_route = 0
kernel.sysrq = 0
kernel.core_uses_pid = 1
net.ipv4.tcp_syncookies = 1
kernel.msgmnb = 65536
kernel.msgmax = 65536
kernel.shmmax = 68719476736
kernel.shmall = 4294967296
net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 6000
net.ipv4.tcp_sack = 1
net.ipv4.tcp_window_scaling = 1
net.ipv4.tcp_rmem = 4096        87380   4194304
net.ipv4.tcp_wmem = 4096        16384   4194304
net.core.wmem_default = 8388608
net.core.rmem_default = 8388608
net.core.rmem_max = 16777216
net.core.wmem_max = 16777216
net.core.netdev_max_backlog = 262144
net.core.somaxconn = 262144
net.ipv4.tcp_max_orphans = 3276800
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 262144
net.ipv4.tcp_timestamps = 0
net.ipv4.tcp_synack_retries = 1
net.ipv4.tcp_syn_retries = 1
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
net.ipv4.tcp_mem = 94500000 915000000 927000000
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 1
net.ipv4.tcp_keepalive_time = 30
net.ipv4.ip_local_port_range = 1024    65000

一個簡單的nginx優化配置文件

user  www www;
worker_processes 8;
worker_cpu_affinity 00000001 00000010 00000100 00001000 00010000 00100000 01000000;
error_log  /www/log/nginx_error.log  crit;
pid        /usr/local/nginx/nginx.pid;
worker_rlimit_nofile 204800;

events{
  use epoll;
  worker_connections 204800;
}

http{
  include       mime.types;
  default_type  application/octet-stream;

  charset  utf-8;

  server_names_hash_bucket_size 128;
  client_header_buffer_size 2k;
  large_client_header_buffers 4 4k;
  client_max_body_size 8m;

  sendfile on;
  tcp_nopush     on;

  keepalive_timeout 60;

  fastcgi_cache_path /usr/local/nginx/fastcgi_cache levels=1:2
                keys_zone=TEST:10m
                inactive=5m;
  fastcgi_connect_timeout 300;
  fastcgi_send_timeout 300;
  fastcgi_read_timeout 300;
  fastcgi_buffer_size 16k;
  fastcgi_buffers 16 16k;
  fastcgi_busy_buffers_size 16k;
  fastcgi_temp_file_write_size 16k;
  fastcgi_cache TEST;
  fastcgi_cache_valid 200 302 1h;
  fastcgi_cache_valid 301 1d;
  fastcgi_cache_valid any 1m;
  fastcgi_cache_min_uses 1;
  fastcgi_cache_use_stale error timeout invalid_header http_500;
  
  open_file_cache max=204800 inactive=20s;
  open_file_cache_min_uses 1;
  open_file_cache_valid 30s;
  
  tcp_nodelay on;
  
  gzip on;
  gzip_min_length  1k;
  gzip_buffers     4 16k;
  gzip_http_version 1.0;
  gzip_comp_level 2;
  gzip_types       text/plain application/x-javascript text/css application/xml;
  gzip_vary on;

  server{
    listen       8080;
    server_name  ad.test.com;
    index index.php index.htm;
    root  /www/html/;

    location /status {
        stub_status on;
    }

    location ~ .*\.(php|php5)?$ {
        fastcgi_pass 127.0.0.1:9000;
        fastcgi_index index.php;
        include fcgi.conf;
    }

    location ~ .*\.(gif|jpg|jpeg|png|bmp|swf|js|css)$
    {
      expires      30d;
    }

    log_format  access  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
              '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
              '"$http_user_agent" $http_x_forwarded_for';
    access_log  /www/log/access.log  access;
      }
}

關於FastCGI的幾個指令

fastcgi_cache_path /usr/local/nginx/fastcgi_cache levels=1:2 keys_zone=TEST:10m inactive=5m;

　　這個指令爲FastCGI緩存指定一個路徑，目錄結構等級，關鍵字區域存儲時間和非活動刪除時間。

fastcgi_connect_timeout 300;

　　指定鏈接到後端FastCGI的超時時間。

fastcgi_send_timeout 300;

　　向FastCGI傳送請求的超時時間，這個值是指已經完成兩次握手後向FastCGI傳送請求的超時時間。

fastcgi_read_timeout 300;

　　接收FastCGI應答的超時時間，這個值是指已經完成兩次握手後接收FastCGI應答的超時時間。

fastcgi_buffer_size 16k;

　　指定讀取FastCGI應答第一部分須要用多大的緩衝區，這裏能夠設置爲fastcgi_buffers指令指定的緩衝區大小，上面的指令指定它將使用1個16k的緩衝區去讀取應答的第一部分，即應答頭，其實這個應答頭通常狀況下都很小（不會超過1k），可是你若是在fastcgi_buffers指令中指定了緩衝區的大小，那麼它也會分配一個fastcgi_buffers指定的緩衝區大小去緩存。

fastcgi_buffers 16 16k;

　　指定本地須要用多少和多大的緩衝區來緩衝FastCGI的應答，如上所示，若是一個php腳本所產生的頁面大小爲256k，則會爲其分配16個16k的緩衝區來緩存，若是大於256k，增大於256k的部分會緩存到fastcgi_temp指定的路徑中，固然這對服務器負載來講是不明智的方案，由於內存中處理數據速度要快於硬盤，一般這個值的設置應該選擇一個你的站點中的php腳本所產生的頁面大小的中間值，好比你的站點大部分腳本所產生的頁面大小爲256k就能夠把這個值設置爲16 16k，或者4 64k 或者64 4k，但很顯然，後兩種並非好的設置方法，由於若是產生的頁面只有32k，若是用4 64k它會分配1個64k的緩衝區去緩存，而若是使用64 4k它會分配8個4k的緩衝區去緩存，而若是使用16 16k則它會分配2個16k去緩存頁面，這樣看起來彷佛更加合理。

fastcgi_busy_buffers_size 32k;

　　這個指令我也不知道是作什麼用，只知道默認值是fastcgi_buffers的兩倍。

fastcgi_temp_file_write_size 32k;

　　在寫入fastcgi_temp_path時將用多大的數據塊，默認值是fastcgi_buffers的兩倍。

fastcgi_cache TEST

　　開啓FastCGI緩存而且爲其制定一個名稱。我的感受開啓緩存很是有用，能夠有效下降CPU負載，而且防止502錯誤。可是這個緩存會引發不少問題，由於它緩存的是動態頁面。具體使用還需根據本身的需求。

fastcgi_cache_valid 200 302 1h;
fastcgi_cache_valid 301 1d;
fastcgi_cache_valid any 1m;

　　爲指定的應答代碼指定緩存時間，如上例中將200，302應答緩存一小時，301應答緩存1天，其餘爲1分鐘。

fastcgi_cache_min_uses 1;

　　緩存在fastcgi_cache_path指令inactive參數值時間內的最少使用次數，如上例，若是在5分鐘內某文件1次也沒有被使用，那麼這個文件將被移除。

fastcgi_cache_use_stale error timeout invalid_header http_500;

　　不知道這個參數的做用，猜測應該是讓nginx知道哪些類型的緩存是沒用的。 以上爲nginx中FastCGI相關參數，另外，FastCGI自身也有一些配置須要進行優化，若是你使用php-fpm來管理FastCGI，能夠修改配置文件中的如下值：

<value name="max_children">60</value>

　　同時處理的併發請求數，即它將開啓最多60個子線程來處理併發鏈接。

<value name="rlimit_files">102400</value>

　　最多打開文件數。

<value name="max_requests">204800</value>

　　每一個進程在重置以前可以執行的最多請求數。

幾張測試結果

　　靜態頁面爲我在squid配置4W併發那篇文章中提到的測試文件，下圖爲同時在6臺機器運行webbench -c 30000 -t 600 http://ad.test.com:8080/index.html命令後的測試結果：

使用netstat過濾後的鏈接數：

php頁面在status中的結果（php頁面爲調用phpinfo）：

php頁面在netstat過濾後的鏈接數：

未使用FastCGI緩存以前的服務器負載：

此時打開php頁面已經有些困難，須要進行屢次刷新才能打開。上圖中cpu0負載偏低是由於測試時將網卡中斷請求所有分配到cpu0上，而且在nginx中開啓7個進程分別制定到cpu1-7。

　　使用FastCGI緩存以後：

此時能夠很輕鬆的打開php頁面。

　　這個測試並無鏈接到任何數據庫，因此並無什麼參考價值，不過不知道上述測試是否已經到達極限，根據內存和cpu的使用狀況來看彷佛沒有，可是已經沒有多餘的機子來讓我運行webbench了。