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Linux运维Nginx软件优化之Nginx性能优化

    /    2018-12-04

1. 优化nginx worker进行个数

nginx服务主要有两个重要进程:

01) master进程:可以控制nginx服务的启动 停止 或重启

02) worker进程:处理用户请求信息,帮助用户向后端服务进行请求(php mysql)

添加worker进程方法

 vim nginx.conf
 worker_processes  1; #  修改nginx配置文件中worker_processes指令后面的数值

建议:worker进程数量=等于CPU的核数 worker进程数量=等于CPU的核数*2

如何在一个系统中获悉CPU核心是多少?

①. 利用top命令--按数字1,获取到CPU核数信息

②. grep processor /proc/cpuinfo|wc -l

③. lscpu

查看cpu核心数命令示例

示例一

[root@web01 ~]# top  # 按数字1
top - 03:22:48 up 9 days, 26 min,  4 users,  load average: 1.06, 0.99, 0.92
Tasks: 107 total,   1 running, 106 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
Cpu0  :  0.2%us,  0.6%sy,  0.0%ni, 99.0%id,  0.1%wa,  0.0%hi,  0.0%si,  0.0%st
Cpu1  :  0.1%us,  0.1%sy,  0.0%ni, 99.1%id,  0.7%wa,  0.0%hi,  0.0%si,  0.0%st
Mem:    485984k total,   452536k used,    33448k free,    24984k buffers
Swap:   786428k total,     5912k used,   780516k free,   242048k cached

示例二

[root@web01 ~]# lscpu |grep CPU 
CPU op-mode(s):        32-bit, 64-bit
CPU(s):                2

示例三

[root@web01 ~]# grep processor /proc/cpuinfo 
processor    : 0
processor    : 1

2. 绑定不同的nginx进程到不同的CPU上

4个worker进程分配CPU资源方法:

worker_processes    4;
worker_cpu_affinity 0001 0010 0100 1000;

8个worker进程分配CPU资源方法:

worker_processes    8;
worker_cpu_affinity 0001 0010 0100 1000 0001 0010 0100 1000; # 分配8进程方法
worker_cpu_affinity 00000001 00000010 00000100 00001000 00010000 00100000 01000000 10000000;

4个worker进程分配CPU资源方法:

worker_processes    4;
worker_cpu_affinity 0101 1010;  # 将进程分配到两颗CPU上

3. 优化nginx事件处理模型

官方配置参数说明:

http://nginx.org/en/docs/ngx_core_module.html#use

Syntax:    use method;
Default:    —
Context:    events

关于事件处理模型可以参考:

https://oldboy.cnblogs.com/p/7750615.html#auto_id_10

举例配置:

user  www www;
worker_processes  1;
events {
    worker_connections  1024;
    use epoll;         --- 指定使用的模型为epoll
}

4. 调整nginx单个进程允许的客户端最大连接数

查看nginx当前的打开文件数

[root@oldboy ~]# lsof -i:80
COMMAND   PID USER   FD   TYPE   DEVICE SIZE/OFF NODE NAME
nginx   10422 root    6u  IPv4 11868856      0t0  TCP *:http (LISTEN)
nginx   10424  www    6u  IPv4 11868856      0t0  TCP *:http (LISTEN)
nginx   10425  www    6u  IPv4 11868856      0t0  TCP *:http

修改最大连接数方法

vim nginx.conf
 events        #<==events指令是设定Nginx的工作模式及连接数上限
 {
   worker_connections 1024;
 }

说明:此数值设置不要超过系统最大打开文件数量。

5. 配置Nginx worker进程最大打开文件数

举例配置:

[root@web02 conf]# cat nginx.conf
user  www www;
worker_processes  1;
worker_rlimit_nofile 2048;   # 设置worker进程打开文件数

6. 优化nginx高效文件传输模式

sendfile参数的官方说明如下:

syntax:sendfile on | off;                              #<==参数语法
default:sendfile off;                                  #<==参数默认大小
context:http,server,location,if in location         #<==可以放置的标签段

说明:在系统内核中,利用零拷贝方式实现数据传输

实现高效数据传输的两种方式

第一种方式:tcp_nopush

syntax: tcp_nopush on | off;        #<==参数语法
default: tcp_nopush off;            #<==参数默认大小
context: http,server,location        #<==可以放置的标签段

说明:将数据包积攒到一定量时再进行传输

参数作用:

激活或禁用Linux上的TCP_NODELAY选项。这个参数启用只在连接传输进入到 keep-alive状态。TCP_NODELAY和TCP_CORK基本上控制了包的"Nagle化",Nagle化在这里 的含义是采用Nagle算法把较小的包组装为更大的帧。John Nagle是Nagle算法的发明人,后者就是用他的名字来命名的。

此算法解决的问题就是所谓的silly window syndrome,中文称"愚蠢窗口症候群",具体含义是,因为普遍终端应用程序每产生一次击键操作就会发送一个包,很轻易地就能令网络发生拥塞,Nagle化后来成了一种标准并且立即在因特网上得以实现。它现在已经成为缺省配置了,但在我们看来,有些场合下希望发送小块数据,把这一选项关掉也是合乎需要的。

第二种方式:tcp_nodelay

Syntax:         tcp_nodelay on | off;
Default:     tcp_nodelay on;
Context:     http, server, location

说明:只要有数据包产生,不管大小多少,就尽快传输

参数作用:

激活或禁用Linux上的TCP_CORK socket选项,tcp_cork是linux下tcp/ip传输的一个标准了,这个标准的大概的意思是,一般情况下,在tcp交互的过程中,当应用程序接收到数据包后马上传送出去,不等待,而tcp_cork选项是数据包不会马上传送出去,等到数据包最大时,一次性的传输出去,这样有助于解决网络堵塞,已经是默认了。

此选项仅仅当开启sendfile时才生效, 激活这个.tcp_nopush参数可以允许把http response header和响应数据文件的开始部分放在一个文件里发布,其积极的作用是减少网络报文段的数量。

强调:两个指令是相悖的,请选择其一开启,不要同时开启;

默认采用tcp_nodelay方式进行传输。

7. 设置nginx服务超时参数

Nginx连接超时的参数设置

1) 设置参数:

keepalive_timeout 60; # 长连接才有意义

keepalive_timeout参数的官方说明如下:

syntax:keepalive_timeout timeout [header_timeout];#<==参数语法
default:keepalive_timeout 75s;#<==参数默认大小
context:http,server,location                 #<==可以放置的标签段

说明:客户端和服务端都没有数据传输时,进行超时时间倒计时,一旦超时时间读取完毕还没有数据传输,就断开连接

2) 设置参数:client_header_timeout 55;

syntax:client_header_timeout time;        #<==参数语法
default:client_header_timeout 60s;        #<==参数默认大小
context:http,server                     #<==可以放置的标签段

说明:表示定义客户端请求报文发送的间隔超时时间,客户端发送的请求报文中请求头信息的间隔时间

3)设置参数:client_body_timeout 55;

syntax:client_body_timeout time;        #<==参数语法
default:client_body_timeout 60s;        #<==默认值是60秒
context:http,server,location            #<==可以放置的标签段

说明:表示定义服务端响应报文发送的间隔超时时间,客户端发送的请求报文中请求主体信息的间隔时间

4)设置参数:send_timeout 60s

syntax:send_timeout time;            #<==参数语法
default:send_timeout 60s;            #<==默认值是60秒
context:http,server,location        #<==可以放置的标签段

说明:表示定义客户端读取服务端响应报文的间隔超时时间,服务端发送的响应报文间隔时间

8. 配置Nginx gzip压缩实现性能优化

1) Nginx gzip压缩功能介绍

Nginx gzip压缩模块提供了压缩文件内容的功能,用户请求的内容在发送到用户客户端之前, Nginx服务器会根据一些具体的策略实施压缩,以节约网站出口带宽,同时加快数据传输效率,来提升用户访问体验。

2) Nginx gzip压缩的优点

提升网站用户体验:

发送给用户的内容小了,用户访问单位大小的页面就加快了,用户体验提升了,网站口碑就好了。

节约网站带宽成本:

数据是压缩传输的,因此节省了网站的带宽流量成本,不过压缩时会稍 微消耗一些CPU资源,这个一般可以忽略。

此功能既能提升用户体验,又能使公司少花钱,一举多得。对于几乎所有的Web服务来说,这是一个非常重要的功能,Apache服务也有此功能。

gzip on;
gzip_min_length        1k;
gzip_buffers        4 16k;
gzip_http_version    1.1;
gzip_comp_level     4;
gzip_types             text/css text/xml application/javascript;
gzip_vary             on;

说明:将服务端响应的数据信息进行压缩,可以有效节省带宽,提高用户访问效率

需要和不需要压缩的对象:

1) 纯文本内容压缩比很高,因此,纯文本的内容最好进行压缩,例如:html、js、css、xml、shtml等格式的文件。

2) 被压缩的纯文本文件必须要大于1KB,由于压缩算法的特殊原因,极小的文件压缩后可能反而变大。

3) 图片、视频(流媒体)等文件尽量不要压缩,因为这些文件大多都是经过压缩的。

4) 如果再压缩很可能不会减小或减小很少,或者有可能增大,同时压缩时还会消耗大量的CPU、内存资源。

压缩配置参数说明

gzip on ;
#<==开启gzip压缩功能。 

gzip_min_length lk;
#<==设置允许压缩的页面最小宇节数,页面宇节数从header头的Content-Length中获取。默认值是0,表示不管页面多大都进行压缩。建议设置成大于1K,如果小于1K可能会越压越大。 

gzip_buffers    4 16k;
#<==压缩缓冲区大小。表示申请4个单位为16K的内存作为压缩结果流缓存,默认值是申请与原始数据 大小相同的内存空间来存储gzip压缩结果。 

gzip_http_version 1.1 ;
#<==压缩版本(默认1.1,前端为squid2.5时使用1.0),用于设置识别HTTP协议版本,默认是1.1, 目前大部分浏览器已经支持GZIP解压,使用默认即可。 

gzip_comp_level 2 ;
#<==压缩比率。用来指定gzip压缩比,1压缩比最小,处理速度最快;9压缩比最大,传输速度快,但处理最慢,也比较消耗CPU资源。

gzip_types text/plain application/x-javascript text/css application/xml ;
#<==用来指定压缩的类型,"text/html"类型总是会被压缩,这个就是HTTP原理部分讲的媒体类型。 

gzip_vary on ;
#<==vary header支持。该选项可以让前端的缓存服务器缓存经过gzip压缩的页面,例如用Squid缓存 经过Nginx压缩的数据。

9. 配置Nginx expires缓存实现性能优化

简单地说,Nginx expires的功能就是为用户访问的网站内容设定一个过期时间,当用户第一次访问这些内容时,会把这些内容存储在用户浏览器本地,这样用户第二次及以后继续访问该网站时,浏览器会检查加载已经缓存在用户浏览器本地的内容,就不会去服务器下载了,直到缓存的内容过期或被清除为止。

Nginx expires功能优点:

1) expires可以降低网站的带宽,节约成本。

2) 加快用户访问网站的速度,提升用户访问体验。

3) 服务器访问量降低了,服务器压力就减轻了,服务器成本也会降低,甚至可以节约人力成本。

4) 对于几乎所有的Web服务来说,这是非常重要的功能之一,Apache服务也有此功能。

实践配置

[root@web02 extra]# cat blog.conf 
server {
        listen       80;
        server_name  blog.etiantian.org;
        server_tokens off;
        # 静态请求处理的location
        location / {
            root   html/blog;
            index  index.php index.html index.htm;
        }
        # 动态请求处理的location
        location ~* .*\.(php|php5)?$ {
            root html/blog;
            fastcgi_pass  127.0.0.1:9000;
            fastcgi_index index.php;
            include fastcgi.conf;
        }
       location ~ .*\.(gif|jpg|jpeg|png|bmp|swf)$
       {
          expires      10y;
          root   html/blog;
       }
        location ~ .*\.(js|css)$
        {
           expires      30d;
           root    html/blog;
        } 
    }

   location / {
        expires 3650d;
 }

企业网站有可能不希望被缓存的内容:

1) 广告图片,用于广告服务,都缓存了就不好控制展示了。

2) 网站流量统计工具(JS代码),都缓存了流量统计就不准了。

3) 更新很频繁的文件(google的logo),这个如果按天,缓存效果还是显著的。

10. 配置FastCGI优化

FastCGI常见参数的Nginx配置示例如下:

[root@nginx conf]# cat nginx.conf
worker_processes  4;
worker_cpu_affinity 0001 0010 0100 1000;
worker_rlimit_nofile 65535;
user nginx;
events {
    use epoll;
    worker_connections  10240;
}
http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;
    sendfile        on;
    tcp_nopush on;
    keepalive_timeout  65;
    tcp_nodelay on;
    client_header_timeout 15;
    client_body_timeout 15;
    send_timeout 15;
    log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                      '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                      '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';
    server_tokens off;
    fastcgi_connect_timeout 240;
    fastcgi_send_timeout 240;
    fastcgi_read_timeout 240;
    fastcgi_buffer_size 64k;
    fastcgi_buffers 4 64k;
    fastcgi_busy_buffers_size 128k;
    fastcgi_temp_file_write_size 128k;
    #fastcgi_temp_path /data/ngx_fcgi_tmp;
    fastcgi_cache_path /data/ngx_fcgi_cache levels=2:2 keys_zone=ngx_fcgi_cache:512m inactive=1d max_size=40g;
    #web...............
    server {
        listen       80;
        server_name  blog.oldboyedu.com;
        root   html/blog;
        location / {
            root   html/blog;
            index  index.php index.html index.htm;
                }
        location ~ .*\.(php|php5)${      
            fastcgi_pass  127.0.0.1:9000;
            fastcgi_index index.php;
            include fastcgi.conf;
            fastcgi_cache ngx_fcgi_cache;
            fastcgi_cache_valid 200 302 1h;
            fastcgi_cache_valid 301 1d;
            fastcgi_cache_valid any 1m;
            fastcgi_cache_min_uses 1;
            fastcgi_cache_use_stale error timeout invalid_header http_500;
            fastcgi_cache_key http://$host$request_uri;
                }
        access_log  logs/web_blog_access.log  main;
           }
    upstream blog_etiantian{
        server 10.0.0.8:8000 weight=1;
}
    server {
        listen       8000;
        server_name  blog.oldboyedu.com;
        location / {
            proxy_pass http://blog_etiantian;
            proxy_set_header Host  $host;
            proxy_set_header X-Forwarded-For  $remote_addr;
              }
        access_log  logs/proxy_blog_access.log  main;
           }
}

FastCGI常见参数列表说明:

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