詳述Linux系統中Apache網頁深刻優化

ab壓力測試

• Apache自帶壓力測試工具ab，簡單易用，且能夠模擬各類條件對Web服務器發起測試請求
• ab工具能夠直接在Web服務器本地發起測試請求，這對於須要瞭解服務器的處理性能相當重要,由於它不包括數據的網絡傳輸時間以及用戶PC本地的計算時間，從而能夠經過觀測各類時間指標判斷Web服務器的性能,以便進行參數的優化調整

ab壓力測試工具

• 在進行性能調整優化過程當中，可用ab壓力測試工具進行優化效果的測試
  • 優化前先使用ab進行壓力測試
  • 優化後，重啓服務，再使用ab進行壓力測試
  • 對比兩次測試的結果，看優化效果是否明顯
  • 爲了能更客觀的評價web服務的性能，通常優化先後都要進行屢次測試，取測試結果的平均值進行對比

ab工具使用

• 命令格式
  ab [options] 網站網址

• 參數說明
  -n、-c、-t、-v

• 示例

  /usr/local/httpd/bin/ab -n5000 -c900 www.bt.com/index.html
  在測試時要根據狀況調整求總數與併發用戶數

ab測試結果關鍵參數說明

參數	描述
Server Software	http響應數據的頭信息
Server Hostname	請求的url中的主機名稱
Server Port	web服務器軟件的監聽端口
Document Path	請求的url根的絕對路徑
Document Length	http響應數據的正文長度
Concurrency Level	併發的用戶數
Time taken for tests	全部這些請求被處理完成所花費的時間總和
Complete requests	表示總請求數
Failed requests	失敗的請求總數
Total transferred	請求的響應數據長度總和
Requests per second	服務器的吞吐率，每秒處理的請求數
Time per request	用戶平均請求等待時間
Time per request	每一個請求實際運行時間的平均值
Percentage of the requests served within a certain time (ms)	描述每 個請求處理時間的分佈狀況

測試實例

[root@localhost bin]# ab -n 20000 -c 500 www.kgc.com/index.html     //使用命令測試
This is ApacheBench, Version 2.3 <$Revision: 1807734 $>
Copyright 1996 Adam Twiss, Zeus Technology Ltd, http://www.zeustech.net/
Licensed to The Apache Software Foundation, http://www.apache.org/

Benchmarking www.kgc.com (be patient)
Completed 2000 requests
Completed 4000 requests
Completed 6000 requests
Completed 8000 requests
Completed 10000 requests
Completed 12000 requests
Completed 14000 requests
Completed 16000 requests
Completed 18000 requests
Completed 20000 requests
Finished 20000 requests

Server Software:        Apache
Server Hostname:        www.kgc.com
Server Port:            80

Document Path:          /index.html
Document Length:        68 bytes

Concurrency Level:      500
Time taken for tests:   1.237 seconds
Complete requests:      20000
Failed requests:        0
Total transferred:      7300000 bytes
HTML transferred:       1360000 bytes
Requests per second:    16169.67 [#/sec] (mean)
Time per request:       30.922 [ms] (mean)
Time per request:       0.062 [ms] (mean, across all concurrent requests)
Transfer rate:          5763.60 [Kbytes/sec] received

Connection Times (ms)
              min  mean[+/-sd] median   max
Connect:        0    5  60.3      1    1004
Processing:     0   14  49.6      6     808
Waiting:        0   12  49.5      5     808
Total:          1   19  78.2      8    1201

Percentage of the requests served within a certain time (ms)
  50%      8
  66%      9
  75%      9
  80%     10
  90%     13
  95%     17
  98%    211
  99%    406
 100%   1201 (longest request)

Apache工做模式

Apache工做模式介紹

• Apache做爲現今web服務器用的最普遍也是最穩定的開源服務器軟件
• 其工做模式有許多種，源碼包安裝httpd時可查看httpd-mpm.conf文件，該文件位於extra/conf目錄中
• 目前主要有兩種模式:
  • event模式、worker模式
  • prefork模式

[root@apache1 bin]# ./httpd -l       //查看apache當前工做模式
Compiled in modules:
core.c
mod SO.c
http_ core.c
event.c

event做模式介紹

• event是Apache最新的工做模式，它和worker模式很像，不一樣的是在於它解決了keep-alive長鏈接的時候佔用線程資源被浪費的問題
• event工做模式在遇到某些不兼容的模塊時，會失效，將會回退到worker模式
• event工做模式須要Linux系統(Linux 2.6+)對epoll的支持，才能啓用。須要補充的是HTTPS的鏈接(SSL)

event工做方式

• 在event工做模式中，會有一些專門的線程用來管理這些keep-alive類型的線程
• 當有真實請求過來的時候，將請求傳遞給服務器的線程，執行完畢後，又容許它釋放
• 這樣，一個線程就能處理幾個請求了，實現了異步非阻塞。這加強了在高併發場景下的請求處理

event參數講解

• 在httpd-mpm.conf配置文件中， 如下是prefork模塊的定義

  < IfModule mpm_event_module>
   StartServers         3
   MinSpareThreads      75
   MaxSpareThreads      250
   ThreadsPerChild      25
   MaxRequestWorkers    400
   MaxConnectionsPerChild 0
  </lfModule>

• 參數說明

  參數	說明
  StartServers	服務啓動時初始的進程數，默認3
  MinSpare Threads	最小的空閒子進程數，默認75
  MaxSpare Threads	最大的空閒子進程數，默認250
  ThreadsPerChild	每一個子進程產生的線程數量，默認是25
  MaxRequestWorkers	限定同一時間內客戶端最大接入的請求數量，默認是400
  MaxConnectionsPerChild	每一個子進程在其生命週期內容許最大的請求數量，若是請求總數已經達到這個數值，子進程將會結束，若是設置爲0，子進程將永遠不會結束。將該值設置爲非0值，能夠防止運行PHP致使的內存泄露

event優化建議

• 可根據生產環境進行調試，以肯定合適參數
• 優化參考

<IfModule mpm_event_module>
ServerLimit        1000
StartServers         20
MinSpareThreads          25
MaxSpareThreads          1200
ThreadsPerChild         50
MaxRequestWorkers         2000
MaxConnectionsPerChild     1000
</IfModule>

prefork做模式介紹

• prefork是一個多路處理模塊(MPM)，實現了一個進程型的、預派生的web服務器，適合於沒有線程安全庫、須要避免線程兼容性問題的系統
• 在要求每一個請求相互獨立的狀況下具備很好的特性，若一個請求出現問題不會影響到其餘請求
• 具備很強的自我調節能力，只須要不多的配置指令進行調整就能夠適合於企業應用要求
• 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，以免所需的內存超出物理內存的大小

prefork工做模式方式

• 一個單獨的控制進程(父進程)負責產生子進程，子進程用於監聽請求並做出應答，所以在內存中會一直存在一些備用的(spare)或是空閒的子進程用3 F響應新的請求，可加快響應速度
• 父進程一般以root身份運行，以便綁定80端口，子進程一般以一個低特權的用戶運行，可經過配置項的User和Group配置
• 運行子進程的用戶必需要對網站內容有讀取權限，可是對其餘資源必須擁有儘量少的權限，以保證系統安全
• 編譯安裝時沒有指定工做模式，默認會使用prefork模式，可用httpd -l查看

prefork參數講解

• 在httpd-mpm.conf配置文件中，如下是prefork模塊的定義

  < IfModule mpm_prefork_module>
  StartServers        20
  MinSpareServers      10
  MaxSpareServers       50
  MaxClients           150
  MaxRequestsPerChild   0
  </lfModule>

• 參數說明

參數	說明
ServerLimit	最大進程數
StartServers	啓動的時候建立的進程數量
MinSpareServers	最少空閒進程
MaxSpareServers	最多空閒進程
MaxClients	最多建立多少個子進程用來處理請求
MaxRequestsPerChild	每一個進程處理的最大請求數，達到請求數，進程即被銷燬，若是設置爲0，子進程永遠不會結束

prefork優化建議

• 可根據生產環境進行調試，以肯定合適參數
• 優化參考

<IfModule mpm_prefork_module>
   ServerLimit      1000
   StartServers     10
   MinSpareServers    10
   MaxSpareServers    30
   MaxClients        1000
   MaxRequestsPerChild   5000
</IfModule>

worker工做模式介紹

• worker也是多路處理模塊(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
• 控制該MPM的最重要的指令是:控制每一個子進程容許創建的線程數ThreadsPerChild指令和控制容許創建的總線程數的MaxClients指令

worker工做方式

• 每一個進程可以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。每一個子進程可以創建ThreadsPerChild數量的服務線程和一個監聽線程，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
• Apache老是會維持一個備用(spare)或是空閒的服務線程池，客戶端無須等待新線程或新進程的創建便可獲得服務
• 父進程一-般都是以root身份啓動，以綁定80端口；隨後，Apache以較低權限的用戶創建子進程和線程
• User和Group指令用於配置Apache子進程的運行用戶。子進程要對網頁內容擁有讀權限，但應該儘量限制權限

worker參數講解

參數	說明
ServerLimit	最大進程數，默認值是"16"
ThreadLimit	每一個子進程的最大線程數，默認值是「64」
StartServers	服務器啓動時創建的子進程數，默認值是"3"
MaxClients	容許同時接受的最大接入請求數量(最大線程數量)
MinSpareThreads	最小空閒線程數默認值是"75"
MaxSpareThreads	設置最大空閒線程數。默認值是"250"
ThreadsPerChild	每一個子進程創建的常駐的執行線程數。默認值是25
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。設置爲"0"，子進程將永遠不會結束

worker優化建議

• 優化時要根據企業網站狀況進行調試

<IfModule mpm_worker_module>
   ServerLimit       40
   ThreadLimit        200
   StartServers        20
   MaxClients        1000
   MinSpareThreads      25
   MaxSpareThreads      100
   ThreadsPerChild       200
   MaxRequestsPerChild   1000
</IfModule>

Apache目錄屬性

• 目錄的權限設置使用<Directory目錄路徑>和</Directory>這對語句爲主目錄或虛擬目錄設置權限
• 它們是一對容器語句，必須成對出現，它們之間封裝的是具體的設置目錄權限語句，這些語句僅對被設置目錄及其子目錄起做用

目錄屬性參數

參數	做用
Options	設置在特定目錄使用哪些特性
AllowOverride	容許存在於.htaccess文件中的指令類型
Require	設置目錄的訪問控制
Indexes	當用戶訪問該目錄時，但沒有指定要訪問哪一個文件，並且目錄下不存在默認網頁時，返回目錄中的文件和子目錄列表
MultiViews	內容協商的多重視圖，Apache的一 個智能特性。當訪問目錄中不存在的對象時
ExecCGI	容許在該目錄下執行CGI腳本
FollowSymLinks	在該目錄下容許文件系統使用符號鏈接
Includes	容許服務器端包含功能
IncludesNoExec	容許服務器端包含功能，但禁止執行CGI腳本
All	包含除了MultiViews以外全部特性，若是沒有Options語句，默認爲All

優化建議

• 企業配置舉例
  • Options應該設爲None，以防止目錄上內容暴露出去，形成安全隱患
  • AllowOverride設爲None，禁. 止使用.htaccess文件，而將目錄訪問控制放在主配置文件的<Directory>和</Directory>之間
  • 根據目錄的企業需求設置好Require的控制對象，以控制客戶端的訪問