Web服务之nginx优化篇

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内容图文

Web服务之nginx优化篇
目录：

1、Nginx运行工作进程数量
Nginx运行工作进程个数一般设置CPU的核心或者核心数x2。如果不了解cpu的核数，可以top命令之后按1看出来，也可以查看/proc/cpuinfo文件 grep ^processor /proc/cpuinfo | wc -l
[root@lx~]# vi/usr/local/nginx1.10/conf/nginx.conf
worker_processes 4;
[root@lx~]# /usr/local/nginx1.10/sbin/nginx-s reload
[root@lx~]# ps -aux | grep nginx |grep -v grep
root 9834 0.0 0.0 47556 1948 ?     Ss 22:36 0:00 nginx: master processnginx
www 10135 0.0 0.0 50088 2004 ?       S   22:58 0:00 nginx: worker process
www 10136 0.0 0.0 50088 2004 ?       S   22:58 0:00 nginx: worker process
www 10137 0.0 0.0 50088 2004 ?       S   22:58 0:00 nginx: worker process
www 10138 0.0 0.0 50088 2004 ?       S   22:58 0:00 nginx: worker process
2、Nginx运行CPU亲和力
比如4核配置：
worker_processes 4;
worker_cpu_affinity 0001 0010 0100 1000
比如8核配置：
worker_processes 8;
worker_cpu_affinity 00000001 00000010 00000100 0000100000010000 00100000 01000000 10000000;
worker_processes最多开启8个，8个以上性能提升不会再提升了，而且稳定性变得更低，所以8个进程够用了。
3、Nginx最大打开文件数
worker_rlimit_nofile 65535;
这个指令是指当一个nginx进程打开的最多文件描述符数目，理论值应该是最多打开文件数（ulimit -n）与nginx进程数相除，但是nginx分配请求并不是那么均匀，所以最好与ulimit -n的值保持一致。
注：文件资源限制的配置可以在/etc/security/limits.conf设置，针对root/user等各个用户或者*代表所有用户来设置。

• soft nofile   65535
• hard nofile   65535
  用户重新登录生效（ulimit -n）
  4、Nginx事件处理模型
  events {
    use epoll;
    worker_connections 65535;
    multi_accept on;
  }
  nginx采用epoll事件模型，处理效率高。
  work_connections是单个worker进程允许客户端最大连接数，这个数值一般根据服务器性能和内存来制定，实际最大值就是worker进程数乘以work_connections。
  实际我们填入一个65535，足够了，这些都算并发值，一个网站的并发达到这么大的数量，也算一个大站了！
  multi_accept 告诉nginx收到一个新连接通知后接受尽可能多的连接，默认是on，设置为on后，多个worker按串行方式来处理连接，也就是一个连接只有一个worker被唤醒，其他的处于休眠状态，设置为off后，多个worker按并行方式来处理连接，也就是一个连接会唤醒所有的worker，直到连接分配完毕，没有取得连接的继续休眠。当你的服务器连接数不多时，开启这个参数会让负载有一定的降低，但是当服务器的吞吐量很大时，为了效率，可以关闭这个参数。
  5、开启高效传输模式
  http {
    include mime.types;
    default_type application/octet-stream;
    ……

sendfile on;
  tcp_nopush on;
  ……
}
?Include mime.types ： 媒体类型,include 只是一个在当前文件中包含另一个文件内容的指令。
?default_type application/octet-stream ：默认媒体类型足够。
?sendfile on：开启高效文件传输模式，sendfile指令指定nginx是否调用sendfile函数来输出文件，对于普通应用设为 on，如果用来进行下载等应用磁盘IO重负载应用，可设置为off，以平衡磁盘与网络I/O处理速度，降低系统的负载。注意：如果图片显示不正常把这个改成off。
?tcp_nopush on：必须在sendfile开启模式才有效，防止网路阻塞，积极的减少网络报文段的数量（将响应头和正文的开始部分一起发送，而不一个接一个的发送。）
6、连接超时时间
主要目的是保护服务器资源，CPU，内存，控制连接数，因为建立连接也是需要消耗资源的。
keepalive_timeout 60;
tcp_nodelay on;
client_header_buffer_size 4k;
open_file_cache max=102400 inactive=20s;
open_file_cache_valid 30s;
open_file_cache_min_uses 1;
client_header_timeout 15;
client_body_timeout 15;
reset_timedout_connection on;
send_timeout 15;
server_tokens off;
client_max_body_size 10m;
?keepalived_timeout ：客户端连接保持会话超时时间，超过这个时间，服务器断开这个链接。
?tcp_nodelay：也是防止网络阻塞，不过要包涵在keepalived参数才有效。
?client_header_buffer_size 4k：客户端请求头部的缓冲区大小，这个可以根据你的系统分页大小来设置，一般一个请求头的大小不会超过 1k，不过由于一般系统分页都要大于1k，所以这里设置为分页大小。分页大小可以用命令getconf PAGESIZE取得。
?open_file_cache max=102400 inactive=20s ：这个将为打开文件指定缓存，默认是没有启用的，max指定缓存数量，建议和打开文件数一致，inactive 是指经过多长时间文件没被请求后删除缓存。
?open_file_cache_valid 30s：这个是指多长时间检查一次缓存的有效信息。
?open_file_cache_min_uses 1 ：open_file_cache指令中的inactive 参数时间内文件的最少使用次数，如果超过这个数字，文件描述符一直是在缓存中打开的，如上例，如果有一个文件在inactive 时间内一次没被使用，它将被移除。
?client_header_timeout ： 设置请求头的超时时间。我们也可以把这个设置低些，如果超过这个时间没有发送任何数据，nginx将返回request time out的错误。
?client_body_timeout设置请求体的超时时间。我们也可以把这个设置低些，超过这个时间没有发送任何数据，和上面一样的错误提示。
?reset_timeout_connection ：告诉nginx关闭不响应的客户端连接。这将会释放那个客户端所占有的内存空间。
?send_timeout ：响应客户端超时时间，这个超时时间仅限于两个活动之间的时间，如果超过这个时间，客户端没有任何活动，nginx关闭连接。
?server_tokens ：并不会让nginx执行的速度更快，但它可以关闭在错误页面中的nginx版本数字，这样对于安全性是有好处的。
?client_max_body_size：上传文件大小限制。
7、fastcgi 调优
FastCGI是一个可伸缩地、高速地在HTTP服务器和动态脚本语言间通信的接口（FastCGI接口在Linux下是socket（可以是文件socket，也可以是ip socket）），主要优点是把动态语言和HTTP服务器分离开来。多数流行的HTTP服务器都支持FastCGI，包括Apache、Nginx和lightpd。
同时，FastCGI也被许多脚本语言所支持，比较流行的脚本语言之一为PHP。FastCGI接口方式采用C/S架构，可以将HTTP服务器和脚本解析服务器分开，同时在脚本解析服务器上启动一个或多个脚本解析守护进程。当HTTP服务器每次遇到动态程序时，可以将其直接交付给FastCGI进程执行，然后将得到的结构返回给浏览器。这种方式可以让HTTP服务器专一地处理静态请求或者将动态脚本服务器的结果返回给客户端，这在很大程度上提高了整个应用系统的性能。
FastCGI的重要特点：
1、FastCGI是HTTP服务器和动态脚本语言间通信的接口或者工具。
2、FastCGI优点是把动态语言解析和HTTP服务器分离开来。
3、Nginx、Apache、Lighttpd以及多数动态语言都支持FastCGI。
4、FastCGI接口方式采用C/S架构，分为客户端（HTTP服务器）和服务端（动态语言解析服务器）。
5、PHP动态语言服务端可以启动多个FastCGI的守护进程。
6、HTTP服务器通过FastCGI客户端和动态语言FastCGI服务端通信。
Nginx FastCGI的运行原理
Nginx不支持对外部动态程序的直接调用或者解析，所有的外部程序（包括PHP）必须通过FastCGI接口来调用。FastCGI接口在Linux下是socket（可以是文件socket，也可以是ip socket）。为了调用CGI程序，还需要一个FastCGI的wrapper，这个wrapper绑定在某个固定socket上，如端口或者文件socket。当Nginx将CGI请求发送给这个socket的时候，通过FastCGI接口，wrapper接收到请求，然后派生出一个新的线程，这个线程调用解释器或者外部程序处理脚本并读取返回数据；接着，wrapper再将返回的数据通过FastCGI接口，沿着固定的socket传递给Nginx；最后，Nginx将返回的数据发送给客户端，这就是Nginx+FastCGI的整个运作过程。

Nginx+FastCGI运作过程
FastCGI的主要优点是把动态语言和HTTP服务器分离开来，是Nginx专一处理静态请求和向后转发动态请求，而PHP/PHP-FPM服务器专一解析PHP动态请求。
fastcgi_connect_timeout 600;
fastcgi_send_timeout 600;
fastcgi_read_timeout 600;
fastcgi_buffer_size 64k;
fastcgi_buffers 4 64k;
fastcgi_busy_buffers_size 128k;
fastcgi_temp_file_write_size 128k;
fastcgi_temp_path/usr/local/nginx1.10/nginx_tmp;
fastcgi_intercept_errors on;
fastcgi_cache_path/usr/local/nginx1.10/fastcgi_cache levels=1:2 keys_zone=cache_fastcgi:128minactive=1d max_size=10g;
?fastcgi_connect_timeout 600 ：指定连接到后端FastCGI的超时时间。
?fastcgi_send_timeout 600 ：向FastCGI传送请求的超时时间。
?fastcgi_read_timeout 600 ：指定接收FastCGI应答的超时时间。
?fastcgi_buffer_size 64k ：指定读取FastCGI应答第一部分需要用多大的缓冲区，默认的缓冲区大小为。fastcgi_buffers指令中的每块大小，可以将这个值设置更小。
?fastcgi_buffers 4 64k ：指定本地需要用多少和多大的缓冲区来缓冲FastCGI的应答请求，如果一个php脚本所产生的页面大小为256KB，那么会分配4个64KB的缓冲区来缓存，如果页面大小大于256KB，那么大于256KB的部分会缓存到fastcgi_temp_path指定的路径中，但是这并不是好方法，因为内存中的数据处理速度要快于磁盘。一般这个值应该为站点中php脚本所产生的页面大小的中间值，如果站点大部分脚本所产生的页面大小为256KB，那么可以把这个值设置为“8 32K”、“4 64k”等。
?fastcgi_busy_buffers_size 128k ：建议设置为fastcgi_buffers的两倍，繁忙时候的buffer。
?fastcgi_temp_file_write_size 128k ：在写入fastcgi_temp_path时将用多大的数据块，默认值是fastcgi_buffers的两倍，该数值设置小时若负载上来时可能报502BadGateway。
?fastcgi_temp_path  ：缓存临时目录。
?fastcgi_intercept_errors on ：这个指令指定是否传递4xx和5xx错误信息到客户端，或者允许nginx使用error_page处理错误信息。注：静态文件不存在会返回404页面，但是php页面则返回空白页！
?fastcgi_cache_path /usr/local/nginx1.10/fastcgi_cachelevels=1:2 keys_zone=cache_fastcgi:128minactive=1d max_size=10g ：fastcgi_cache缓存目录，可以设置目录层级，比如1:2会生成16256个子目录，cache_fastcgi是这个缓存空间的名字，cache是用多少内存（这样热门的内容nginx直接放内存，提高访问速度），inactive表示默认失效时间，如果缓存数据在失效时间内没有被访问,将被删除，max_size表示最多用多少硬盘空间。
?fastcgi_cache cache_fastcgi ：#表示开启FastCGI缓存并为其指定一个名称。开启缓存非常有用，可以有效降低CPU的负载，并且防止502的错误放生。cache_fastcgi为proxy_cache_path指令创建的缓存区名称。
?fastcgi_cache_valid 200 302 1h ：#用来指定应答代码的缓存时间，实例中的值表示将200和302应答缓存一小时，要和fastcgi_cache配合使用。
?fastcgi_cache_valid 301 1d ：将301应答缓存一天。
?fastcgi_cache_valid any 1m ：将其他应答缓存为1分钟。
?fastcgi_cache_min_uses 1 ：该指令用于设置经过多少次请求的相同URL将被缓存。
?fastcgi_cache_key http:// h o s t host hostrequest_uri ：该指令用来设置web缓存的Key值,nginx根据Key值md5哈希存储.一般根据 h o s t ( 域 名 ) 、 host(域名)、 host(域名)、request_uri(请求的路径)等变量组合成proxy_cache_key 。
?fastcgi_pass  ：指定FastCGI服务器监听端口与地址，可以是本机或者其它。
总结：
?nginx的缓存功能有：proxy_cache / fastcgi_cache
?proxy_cache的作用是缓存后端服务器的内容，可能是任何内容，包括静态的和动态。
?fastcgi_cache的作用是缓存fastcgi生成的内容，很多情况是php生成的动态的内容。
?proxy_cache缓存减少了nginx与后端通信的次数，节省了传输时间和后端宽带。
?fastcgi_cache缓存减少了nginx与php的通信的次数，更减轻了php和数据库(mysql)的压力。
8、gzip 调优
使用gzip压缩功能，可能为我们节约带宽，加快传输速度，有更好的体验，也为我们节约成本，所以说这是一个重点。
Nginx启用压缩功能需要你来ngx_http_gzip_module模块，apache使用的是mod_deflate。
一般我们需要压缩的内容有：文本，js，html，css，对于图片，视频，flash什么的不压缩，同时也要注意，我们使用gzip的功能是需要消耗CPU的！
gzip on;
gzip_min_length 2k;
gzip_buffers   4 32k;
gzip_http_version 1.1;
gzip_comp_level 6;
gzip_typestext/plain text/css text/javascriptapplication/json application/javascript application/x-javascriptapplication/xml;
gzip_vary on;
gzip_proxied any;
gzip on;   #开启压缩功能
?gzip_min_length 1k ：设置允许压缩的页面最小字节数，页面字节数从header头的Content-Length中获取，默认值是0，不管页面多大都进行压缩，建议设置成大于1K，如果小与1K可能会越压越大。
?gzip_buffers 4 32k ：压缩缓冲区大小，表示申请4个单位为32K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，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 6 ：压缩比例，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，但是处理慢，也比较消耗CPU资源。
?gzip_types text/css text/xml application/javascript ：用来指定压缩的类型，‘text/html’类型总是会被压缩。默认值: gzip_types text/html (默认不对js/css文件进行压缩)
?压缩类型，匹配MIME型进行压缩；
?不能用通配符 text/；
?text/html默认已经压缩 (无论是否指定)；
?设置哪压缩种文本文件可参考 conf/mime.types。
?gzip_vary on ：varyheader支持，改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、expires 缓存调优
缓存，主要针对于图片，css，js等元素更改机会比较少的情况下使用，特别是图片，占用带宽大，我们完全可以设置图片在浏览器本地缓存365d，css，js，html可以缓存个10来天，这样用户第一次打开加载慢一点，第二次，就非常快了！缓存的时候，我们需要将需要缓存的拓展名列出来， Expires缓存配置在server字段里面。
location ~* .(ico|jpe?g|gif|png|bmp|swf|flv)$ {
expires 30d;
#log_not_found off;
access_log off;
}

location ~* .(js|css)$ {
expires 7d;
log_not_found off;
access_log off;
}
注：log_not_found off;是否在error_log中记录不存在的错误。默认是。
总结：
expire功能优点：
?expires可以降低网站购买的带宽，节约成本；
?同时提升用户访问体验；
?减轻服务的压力，节约服务器成本，是web服务非常重要的功能。
expire功能缺点：
?被缓存的页面或数据更新了，用户看到的可能还是旧的内容，反而影响用户体验。
解决办法：第一个缩短缓存时间，例如：1天，但不彻底，除非更新频率大于1天；第二个对缓存的对象改名。
网站不希望被缓存的内容：
?网站流量统计工具；
?更新频繁的文件（google的logo）。
10、防盗链
防止别人直接从你网站引用图片等链接，消耗了你的资源和网络流量，那么我们的解决办法由几种：
?水印，品牌宣传，你的带宽，服务器足够；
?防火墙，直接控制，前提是你知道IP来源；
?防盗链策略下面的方法是直接给予404的错误提示。
location ~^.+.(jpg|gif|png|swf|flv|wma|wmv|asf|mp3|mmf|zip|rar)$ {
valid_referers noneblocked www.benet.com benet.com;
if($invalid_referer) {
  #return 302 http://www.benet.com/img/nolink.jpg;
  return 404;
  break;
}
access_log off;
}
参数可以使如下形式：
?none  ：意思是不存在的Referer头(表示空的，也就是直接访问，比如直接在浏览器打开一个图片)。
?blocked  ：意为根据防火墙伪装Referer头，如：“Referer:XXXXXXX”。
?server_names  ：为一个或多个服务器的列表，0.5.33版本以后可以在名称中使用“”通配符。
11、内核参数优化
?fs.file-max = 999999：这个参数表示进程（比如一个worker进程）可以同时打开的最大句柄数，这个参数直线限制最大并发连接数，需根据实际情况配置。
?net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 6000 ：这个参数表示操作系统允许TIME_WAIT套接字数量的最大值，如果超过这个数字，TIME_WAIT套接字将立刻被清除并打印警告信息。该参数默认为180000，过多的TIME_WAIT套接字会使Web服务器变慢。注：主动关闭连接的服务端会产生TIME_WAIT状态的连接
?net.ipv4.ip_local_port_range = 1024 65000  ：允许系统打开的端口范围。
?net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1 ：启用timewait快速回收。
?net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1 ：开启重用。允许将TIME-WAIT sockets重新用于新的TCP连接。这对于服务器来说很有意义，因为服务器上总会有大量TIME-WAIT状态的连接。
?net.ipv4.tcp_keepalive_time = 30：这个参数表示当keepalive启用时，TCP发送keepalive消息的频度。默认是2小时，若将其设置的小一些，可以更快地清理无效的连接。
?net.ipv4.tcp_syncookies = 1 ：开启SYN Cookies，当出现SYN等待队列溢出时，启用cookies来处理。
?net.core.somaxconn = 40960  ：web 应用中 listen 函数的 backlog 默认会给我们内核参数的。
?net.core.somaxconn  ：限制到128，而nginx定义的NGX_LISTEN_BACKLOG 默认为511，所以有必要调整这个值。注：对于一个TCP连接，Server与Client需要通过三次握手来建立网络连接.当三次握手成功后,我们可以看到端口的状态由LISTEN转变为ESTABLISHED,接着这条链路上就可以开始传送数据了.每一个处于监听(Listen)状态的端口,都有自己的监听队列.监听队列的长度与如somaxconn参数和使用该端口的程序中listen()函数有关。somaxconn定义了系统中每一个端口最大的监听队列的长度,这是个全局的参数,默认值为128，对于一个经常处理新连接的高负载 web服务环境来说，默认的 128 太小了。大多数环境这个值建议增加到 1024 或者更多。大的侦听队列对防止拒绝服务 DoS 攻击也会有所帮助。
?net.core.netdev_max_backlog = 262144  ：每个网络接口接收数据包的速率比内核处理这些包的速率快时，允许送到队列的数据包的最大数目。
?net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 262144 ：这个参数标示TCP三次握手建立阶段接受SYN请求队列的最大长度，默认为1024，将其设置得大一些可以使出现Nginx繁忙来不及accept新连接的情况时，Linux不至于丢失客户端发起的连接请求。
?net.ipv4.tcp_rmem = 10240 87380 12582912 ：这个参数定义了TCP接受缓存（用于TCP接受滑动窗口）的最小值、默认值、最大值。
?net.ipv4.tcp_wmem = 10240 87380 12582912：这个参数定义了TCP发送缓存（用于TCP发送滑动窗口）的最小值、默认值、最大值。
?net.core.rmem_default = 6291456：这个参数表示内核套接字接受缓存区默认的大小。
?net.core.wmem_default = 6291456：这个参数表示内核套接字发送缓存区默认的大小。
?net.core.rmem_max = 12582912：这个参数表示内核套接字接受缓存区的最大大小。
?net.core.wmem_max = 12582912：这个参数表示内核套接字发送缓存区的最大大小。
?net.ipv4.tcp_syncookies = 1：该参数与性能无关，用于解决TCP的SYN攻击。
下面贴一个完整的内核优化设置：
fs.file-max = 999999
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 = 10240 87380 12582912
net.ipv4.tcp_wmem = 10240 87380 12582912
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 = 40960
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
执行sysctl  -p使内核修改生效。
12、关于系统连接数的优化
linux 默认值 open files为1024。查看当前系统值：

ulimit -n

1024
说明server只允许同时打开1024个文件。
使用ulimit -a 可以查看当前系统的所有限制值，使用ulimit -n 可以查看当前的最大打开文件数。
新装的linux 默认只有1024 ，当作负载较大的服务器时，很容易遇到error: too many open files。因此，需要将其改大，在/etc/security/limits.conf最后增加：

• soft    nofile           65535
• hard   nofile           65535
• soft    noproc         65535
• hard   noproc         65535

内容总结

以上是互联网集市为您收集整理的Web服务之nginx优化篇全部内容，希望文章能够帮你解决Web服务之nginx优化篇所遇到的程序开发问题。 如果觉得互联网集市技术教程内容还不错，欢迎将互联网集市网站推荐给程序员好友。

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