純靜態文件環境下的Nginx優化思路


Nginx以其消耗資源少,承受並發量大,配置文件簡潔等特點,深受廣大sa們的喜歡,但是網上傳播的nginx 配置並沒有對做過多的優化。那么接下來,我就從某大型媒體網站的實際運維nginx優化角度,來給大家講解一下nginx主要優化的那些方面。

nginx的啟動命令是:/usr/local/nginx/sbin/nginx -c /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
-c制定配置文件的路徑,不加-nginx會自動加載默認路徑的配置文件。
停止操作 停止操作是通過向nginx進程發送信號(什么是信號請參閱linux文 章)來進行的 步驟1:查詢nginx主進程號 ps -ef | grep nginx 在進程列表里 面找master進程,它的編號就是主進程號了。 步驟2:發送信號 從容停止Nginx: kill -QUIT 主進程號 快速停止Nginx: kill -TERM 主進程號 強制停止Nginx: pkill -9 nginx 另外, 若在nginx.conf配置了pid文件存放路徑則該文件存放的就是Nginx主進程號,如果沒指定則放在nginx的logs目錄下。有了pid文 件,我們就不用先查詢Nginx的主進程號,而直接向Nginx發送信號了,命令如下: kill -信號類型 '/usr/nginx/logs/nginx.pid' 平滑重啟 如果更改了配置就要重啟Nginx,要先關閉Nginx再打開?不是的,可以向Nginx 發送信號,平滑重啟。 平滑重啟命令: kill -HUP 住進稱號或進程號文件路徑 或者使用 /usr/nginx/sbin/nginx -s reload 注意,修改了配置文件后最好先檢查一下修改過的配置文件是否正 確,以免重啟后Nginx出現錯誤影響服務器穩定運行。判斷Nginx配置是否正確命令如下: nginx -t -c /usr/nginx/conf/nginx.conf 或者 /usr/nginx/sbin/nginx -t 平滑升級 如果服務器正在運行的Nginx要進行升級、添加或刪除模塊時,我們需 要停掉服務器並做相應修改,這樣服務器就要在一段時間內停止服務,Nginx可以在不停機的情況下進行各種升級動作而不影響服務器運行。 步驟1: 如 果升級Nginx程序,先用新程序替換舊程序文件,編譯安裝的話新程序直接編譯到Nginx安裝目錄中。 步 驟2:執行命令 kill -USR2 舊版程序的主進程號或進程文件名 此時舊的Nginx主進程將會把自己的進程文件改名為.oldbin,然后執行新版 Nginx。新舊Nginx會同市運行,共同處理請求。 這時要逐步停止舊版 Nginx,輸入命令: kill -WINCH 舊版主進程號 慢慢舊的工作進程就都會隨着任務執行完畢而退出,新版的Nginx的工作進程會逐漸取代舊版 工作進程。 此 時,我們可以決定使用新版還是恢復到舊版。 不重載配置啟動新/舊工作進程 kill -HUP 舊/新版主進程號 從容關閉舊/新進程 kill -QUIT 舊/新主進程號 如果此時報錯,提示還有進程沒有結束就用下面命令先關閉舊/新工作進程,再關閉主進程號: kill -TERM 舊/新工作進程號 這樣下來,如果要恢復到舊版本,只需要上面的幾個步 驟都是操作新版主進程號,如果要用新版本就上面的幾個步驟都操作舊版主進程號就行了。 上面就是Nginx的一些基本的操作,希望以后Nginx能有更好的方法來處理這些操作, 最好是Nginx的命令而不是向Nginx進程發送系統信號。

 

 

一、編譯方面優化

1、首先就要從configure 參數分析,根據網上最常用的configure 參數來說,大都是:

# ./configure \
--prefix=/usr/local/nginx \
--user=www \
--group=www \
--with-http_stub_status_module \
--with-http_ssl_module

  應該說這個參數是通用的,適用於各種環境的需要,比如php環境、純靜態文件環境、代理環境等等。編譯nginx程序文件大約有2M大小,跟全面優化的500多K,相差了不少。

  下面我們修改一下參數,減少不必要的功能。

純靜態文件環境參數

# ./configure \
--prefix=/usr/local/nginx \
--user=www \
--group=www  \
--with-http_stub_status_module \
--without-http_fastcgi_module \
--without-http_proxy_module \
--without-http_upstream_ip_hash_module \
--without-http_autoindex_module \
--without-http_ssi_module \
--without-http_proxy_module \
--without-mail_pop3_module \
--without-mail_imap_module \
--without-mail_smtp_module \
--without-http_uwsgi_module \
--without-http_scgi_module \
--without-http_memcached_module

  去掉了在mail模塊fastcgi模塊 代理模塊 ip_hash模塊等,在純靜態文件用不到的模塊,現在看看nginx程序文件是不是少了一些。Php環境的話,只需要去掉 --with-http_fastcgi_module 重新編譯即可。代理環境的話,只需要去掉--with_proxy_module重新編譯即可。

2、去掉nginx 默認的debug跟蹤設置。這一步需要修改nginx 源碼。

# cd nginx-1.0.x
# vim auto/cc/gcc

第175行:前面加#注釋掉改行。

#CFLAGS="$CFLAGS -g"

  這樣的話,編譯的參數,就會減少到500多K的標准,這樣在大並發量的條件下,性能提升明顯。

二、利用google-perftools來優化高並發條件下的nginx

  在32位系統下,可以直接安裝google-peftools,64位條件下,需要先安裝libunwind庫。然后再nginx configure 參數增加--with-google_perftools_module 重新編譯安裝nginx。

這里以64位環境為准

1. 安裝libunwind庫

# wget http://download.savannah.gnu.org/releases/libunwind/libunwind-0.99.tar.gz
# tar zxvf libunwind-0.99.tar.gz
# cd libunwind-0.99/
# CFLAGS=-fPIC ./configure –prefix=/usr
# make CFLAGS=-fPIC
# make CFLAGS=-fPIC install

2. 安裝google-perftools

# wget http://google-perftools.googlecode.com/files/google-perftools-1.7.tar.gz
# tar xzvf google-perftools-1.7.tar.gz
# cd google-perftools-1.7

然后開始配置:

# ./configure --prefix=/usr --enable-frame-pointers (32位可以不添加--enable-frame-pointers)
# make --j4 && make installnginx

configure 參數加上--with-google-perftools 重新編譯nginx 

# ./configure \
--prefix=/usr/local/nginx \
--user=www \
--group=www \
--with-http_stub_status_module \
--without-http_fastcgi_module \
--without-http_proxy_module \
--without-http_upstream_ip_hash_module \
--without-http_autoindex_module \
--without-http_ssi_module \
--without-http_proxy_module \
--without-mail_pop3_module \
--without-mail_imap_module \
--without-mail_smtp_module \
--without-http_uwsgi_module \
--without-http_scgi_module \
--without-http_memcached_module \
--with-google_perftools_module
# make && make install

3、在nginx.conf 的pid部分下,增加

google_perftools_profiles /data0/google_cache;

# service nginx restart 重啟即可生效。

4. 安裝

yum -y install gcc gcc-c++ autoconf automake

yum -y install zlib zlib-devel openssl openssl--devel pcre pcre-devel 

wget http://nginx.org/packages/centos/6/noarch/RPMS/nginx-release-centos-6-0.el6.ngx.noarch.rpm

rpm -ivh nginx-release-centos-6-0.el6.ngx.noarch.rpm 

yum install nginx

三、nginx 工作進程優化

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,一般為它的倍數。

worker_cpu_affinity 00000001 00000010 00000100 00001000 00010000 00100000 01000000 10000000;
為每個進程分配cpu,上例中將8個進程分配到8個cpu,當然可以寫多個,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,但是nginx分配請求並不是那么均勻,所以最好與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;
每個進程允許的最多連接數,理論上每台nginx服務器的最大連接數為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沖區大小,這個可以根據你的系統分頁大小來設置,一般一個請求的頭部大小不會超過1k,不過由於一般系統分頁都要大於1k,所以這里設置為分頁大小。分頁大小可以用命令getconf PAGESIZE取得。

open_file_cache max=102400 inactive=20s;
這個將為打開文件指定緩存,默認是沒有啟用的,max指定緩存數量,建議和打開文件數一致,inactive是指經過多長時間文件沒被請求后刪除緩存。

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,如果超過這個數字,文件描述符一直是在緩存中打開的,如上例,如果有一個文件在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
允許系統打開的端口范圍。

net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1
啟用timewait快速回收。

net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
開啟重用。允許將TIME-WAIT sockets重新用於新的TCP連接。

net.ipv4.tcp_syncookies = 1
開啟SYN Cookies,當出現SYN等待隊列溢出時,啟用cookies來處理。

net.core.somaxconn = 262144
web應用中listen函數的backlog默認會給我們內核參數的net.core.somaxconn限制到128,而nginx定義的NGX_LISTEN_BACKLOG默認為511,所以有必要調整這個值。

net.core.netdev_max_backlog = 262144
每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,允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。如果超過這個數字,孤兒連接將即刻被復位並打印出警告信息。這個限制僅僅是為了防止簡單的DoS攻擊,不能過分依靠它或者人為地減小這個值,更應該增加這個值(如果增加了內存之后)。

net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 262144
記錄的那些尚未收到客戶端確認信息的連接請求的最大值。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
時間戳可以避免序列號的卷繞。一個1Gbps的鏈路肯定會遇到以前用過的序列號。時間戳能夠讓內核接受這種“異常”的數據包。這里需要將其關掉。

net.ipv4.tcp_synack_retries = 1
為了打開對端的連接,內核需要發送一個SYN並附帶一個回應前面一個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連接之前發送SYN+ACK包的數量。

net.ipv4.tcp_syn_retries = 1
在內核放棄建立連接之前發送SYN包的數量。

net.ipv4.tcp_fin_timeout = 1
如果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。對端可以出錯並永遠不關閉連接,甚至意外當機。缺省值是60秒。2.2 內核的通常值是180秒,你可以按這個設置,但要記住的是,即使你的機器是一個輕載的WEB服務器,也有因為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,因為它最多只能吃掉1.5K內存,但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;
這個指令為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;
指定連接到后端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后向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后接收FastCGI應答的超時時間。

fastcgi_buffer_size 16k;
指定讀取FastCGI應答第一部分需要用多大的緩沖區,這里可以設置為fastcgi_buffers指令指定的緩沖區大小,上面的指令指定它將使用1個16k的緩沖區去讀取應答的第一部分,即應答頭,其實這個應答頭一般情況下都很小(不會超過1k),但是你如果在fastcgi_buffers指令中指定了緩沖區的大小,那么它也會分配一個fastcgi_buffers指定的緩沖區大小去緩存。

fastcgi_buffers 16 16k;
指定本地需要用多少和多大的緩沖區來緩沖FastCGI的應答,如上所示,如果一個php腳本所產生的頁面大小為256k,則會為其分配16個16k的緩沖區來緩存,如果大於256k,增大於256k的部分會緩存到fastcgi_temp指定的路徑中,當然這對服務器負載來說是不明智的方案,因為內存中處理數據速度要快於硬盤,通常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,比如你的站點大部分腳本所產生的頁面大小為256k就可以把這個值設置為16 16k,或者4 64k 或者64 4k,但很顯然,后兩種並不是好的設置方法,因為如果產生的頁面只有32k,如果用4 64k它會分配1個64k的緩沖區去緩存,而如果使用64 4k它會分配8個4k的緩沖區去緩存,而如果使用16 16k則它會分配2個16k去緩存頁面,這樣看起來似乎更加合理。

fastcgi_busy_buffers_size 32k;
這個指令我也不知道是做什么用,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
開啟FastCGI緩存並且為其制定一個名稱。個人感覺開啟緩存非常有用,可以有效降低CPU負載,並且防止502錯誤。但是這個緩存會引起很多問題,因為它緩存的是動態頁面。具體使用還需根據自己的需求。

fastcgi_cache_valid 200 302 1h;
fastcgi_cache_valid 301 1d;
fastcgi_cache_valid any 1m;
為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,其他為1分鍾。

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,如果在5分鍾內某文件1次也沒有被使用,那么這個文件將被移除。

fastcgi_cache_use_stale error timeout invalid_header http_500;
不知道這個參數的作用,猜想應該是讓nginx知道哪些類型的緩存是沒用的。 以上為nginx中FastCGI相關參數,另外,FastCGI自身也有一些配置需要進行優化,如果你使用php-fpm來管理FastCGI,可以修改配置文件中的以下值:

<value name="max_children">60</value>
同時處理的並發請求數,即它將開啟最多60個子線程來處理並發連接。

<value name="rlimit_files">102400</value>
最多打開文件數。

<value name="max_requests">204800</value>
每個進程在重置之前能夠執行的最多請求數。

 


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