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Nginx 性能优化(吐血总结)

一、性能优化考虑点

当我需要进行性能优化时,说明我们服务器无法满足日益增长的业务。性能优化是一个比较大的课题,需要从以下几个方面进行探讨

  • 当前系统结构瓶颈
  • 了解业务模式
  • 性能与安全

1、当前系统结构瓶颈

首先需要了解的是当前系统瓶颈,用的是什么,跑的是什么业务。里面的服务是什么样子,每个服务最大支持多少并发。比如针对 nginx 而言,我们处理静态资源效率最高的瓶颈是多大?

可以通过查看当前cpu负荷,内存使用率,进程使用率来做简单判断。还可以通过操作系统的一些工具来判断当前系统性能瓶颈,如分析对应的日志,查看请求数量。

也可以通过nginx http_stub_status_module模块来查看对应的连接数,总握手次数,总请求数。也可以对线上进行压力测试,来了解当前的系统的性能,并发数,做好性能评估。

2、了解业务模式

虽然我们是在做性能优化,但还是要熟悉业务,最终目的都是为业务服务的。我们要了解每一个接口业务类型是什么样的业务,比如电子商务抢购模式,这种情况平时流量会很小,但是到了抢购时间,流量一下子就会猛涨。也要了解系统层级结构,每一层在中间层做的是代理还是动静分离,还是后台进行直接服务。需要我们对业务接入层和系统层次要有一个梳理

3、性能与安全

性能与安全也是一个需要考虑的因素,往往大家注重性能忽略安全或注重安全又忽略性能。比如说我们在设计防火墙时,如果规则过于全面肯定会对性能方面有影响。如果对性能过于注重在安全方面肯定会留下很大隐患。所以大家要评估好两者的关系,把握好两者的孰重孰轻,以及整体的相关性。权衡好对应的点。

二、系统与Nginx性能优化

大家对相关的系统瓶颈及现状有了一定的了解之后,就可以根据影响性能方面做一个全体的评估和优化。

  • 网络(网络流量、是否有丢包,网络的稳定性都会影响用户请求)
  • 系统(系统负载、饱和、内存使用率、系统的稳定性、硬件磁盘是否有损坏)
  • 服务(连接优化、内核性能优化、http服务请求优化都可以在nginx中根据业务来进行设置)
  • 程序(接口性能、处理请求速度、每个程序的执行效率)
  • 数据库、底层服务

上面列举出来每一级都会有关联,也会影响整体性能,这里主要关注的是Nginx服务这一层。

1、文件句柄

Linux /Unix上,一切皆文件,每一次用户发起请求就会生成一个文件句柄, 文件句柄 可以理解为就是一个索引,所以文件句柄就会随着请求量的增多,而进程调用的频率增加,文件句柄的产生就越多,系统对文件句柄默认的限制是1024个,对Nginx来说非常小了,需要改大一点

(1)设置方式

  • 系统全局性修改
  • 用户局部性修改
  • 进程局部性修改

(2)系统全局性修改和用户局部性修改

 vim /etc/security/limits.conf  

在End of file前面添加4个参数

  • soft:软控制,到达设定值后,操作系统不会采取措施,只是发提醒
  • hard:硬控制,到达设定值后,操作系统会采取机制对当前进程进行限制,这个时候请求就会受到影响
  • root :这里代表root用户(系统全局性修改)
  • *:代表全局,即所有用户都受此限制(用户局部性修改)
  • nofile:指限制的是文件数的配置项。后面的数字即设定的值,一般设置10000左右

尤其在企业新装的系统,这个地方应该根据实际情况进行设置,可以设置全局的,也可以设置用户级别的

(3)进程局部性修改

 vim /etc/nginx/nginx.conf  

每个进程的最大文件打开数,所以最好与 ulimit – n的值保持一致。

 worker_rlimit_nofile 35535; #进程限制  

2、cpu的亲和配置

cpu的亲和能够使nginx对于不同的work工作进程绑定到不同的cpu上面去。就能够减少在work间不断切换cpu,把进程通常不会在处理器之间频繁迁移,进程迁移的频率小,来减少性能损耗。

(1)具体设置

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.confworker_processes 4;[root@lx~]# /usr/local/nginx1.10/sbin/nginx-s reload[root@lx~]# ps -aux | grep nginx |grep -v greproot 9834 0.0 0.0 47556 1948 ?     Ss 22:36 0:00 nginx: master processnginxwww 10135 0.0 0.0 50088 2004 ?       S   22:58 0:00 nginx: worker processwww 10136 0.0 0.0 50088 2004 ?       S   22:58 0:00 nginx: worker processwww 10137 0.0 0.0 50088 2004 ?       S   22:58 0:00 nginx: worker processwww 10138 0.0 0.0 50088 2004 ?       S   22:58 0:00 nginx: worker process  

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 00001000 00010000 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。

为每个进程分配cpu,上例中将8个进程分配到8个cpu,当然可以写多个,或者将一个进程分配到多个cpu。

在nginx 1.9版本之后,就帮我们自动绑定了cpu;

 worker_cpu_affinity auto;  

(2)相关命令

查看cpu核心数

 cat /proc/cpuinfo|grep "cpu cores"|uniq  

显示物理cpu数量:

 cat /proc/cpuinfo | grep "physical id"|sort|uniq|wc -l  

查看cpu使用率

 top  回车后按 1  

查看nginx使用cpu核心和对应的nginx进程号

 ps -eo pid,args,psr | grep [n]ginx  

3、事件处理模型优化

nginx的连接处理机制在于不同的操作系统会采用不同的I/O模型,Linux下,nginx使用 epoll 的I/O 多路复用 模型,在 freebsd 使用kqueue的IO多路复用模型,在 solaris 使用/dev/pool方式的IO多路复用模型,在windows使用的icop等等。要根据系统类型不同选择不同的事务处理模型,我们使用的是 Centos ,因此将nginx的事件处理模型调整为epoll模型。

 events {    worker_connections  10240;    //    use epoll;}  

说明:在不指定事件处理模型时,nginx默认会自动的选择最佳的事件处理模型服务。

4、设置work_connections 连接数

  worker_connections  10240;  

5、keepalive timeout会话保持时间

 keepalive_timeout  60;  

6、GZIP压缩性能优化

 gzip on;       #表示开启压缩功能gzip_min_length  1k; #表示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,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 32k; #压缩缓存区大小gzip_http_version 1.1; #压缩版本gzip_comp_level 6; #压缩比率, 一般选择4-6,为了性能gzip_types text/css text/xml application/javascript;  #指定压缩的类型 gzip_vary on; #vary header支持  

7、proxy超时设置

 proxy_connect_timeout 90;proxy_send_timeout  90;proxy_read_timeout  4k;proxy_buffers 4 32k;proxy_busy_buffers_size 64k  

8、高效传输模式

 sendfile on; # 开启高效文件传输模式。tcp_nopush on; #需要在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。  

9、Linux系统内核层面

Nginx要达到最好的性能,出了要优化Nginx服务本身之外,还需要在nginx的服务器上的内核参数。

这些参数追加到/etc/sysctl.conf,然后执行sysctl -p 生效。

1)调节系统同时发起的 tcp 连接数

 net.core.somaxconn = 262144  

2)允许等待中的监听

 net.core.somaxconn = 4096   

3) tcp连接重用

 net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1 net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1     

4)不抵御洪水攻击

 net.ipv4.tcp_syn cookies  = 0  net.ipv4.tcp_max_orphans = 262144  #该参数用于设定系统中最多允许存在多少TCP套接字不被关联到任何一个用户文件句柄上,主要目的为防止Ddos攻击  

5)最大文件打开数

在命令行中输入如下命令,即可设置Linux最大文件打开数。

  ulimit  -n 30000  

以上,就把Nginx服务器高性能优化的配置介绍完了,大家可以根据我提供的方法,每个参数挨个设置一遍,看看相关的效果。这些都是一点点试出来的,这样才能更好的理解各个参数的意义。

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3、nginx通用配置优化

 #将nginx进程设置为普通用户,为了安全考虑user nginx; 
#当前启动的worker进程,官方建议是与系统核心数一致worker_processes 2;#方式一,就是自动分配绑定worker_cpu_affinity auto;
#日志配置成warnerror_log /var/log/nginx/error.log warn; pid /var/run/nginx.pid;
#针对 nginx 句柄的文件限制worker_rlimit_nofile 35535;#事件模型events {    #使用epoll内核模型    use epoll;    #每一个进程可以处理多少个连接,如果是多核可以将连接数调高 worker_processes * 1024    worker_connections 10240;}
http {     include        /etc/nginx/mime.types;    default_type  application/octet-stream;
     charset  utf-8;  #设置字符集
    #设置日志输出格式,根据自己的情况设置    log_format  main  '$http_user_agent' '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '                      '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '                      '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for" '                      '"$args" "$request_uri"';
    access_log  /var/log/nginx/access.log  main;
    sendfile        on;   #对静态资源的处理比较有效    #tcp_nopush     on;   #如果做静态资源服务器可以打开
    keepalive_timeout  65; 
    ########    #Gzip module    gzip  on;    #文件压缩默认可以打开
    include /etc/nginx/conf.d/*.conf;}  

三、实战配置

1、整体配置

 worker_processes  1;pid  /var/run/nginx.pid;
events {    worker_connections  2048;multi_accept on;use epoll;}
http {    include       /etc/nginx/mime.types;    default_type  application/octet-stream;  log_format main '{"@timestamp":"$time_iso8601",'   '"host":"$server_addr",''"clientip":"$remote_addr",''"size":$body_bytes_sent,''"responsetime":$ request _time,''"upstreamtime":"$upstream_response_time",''"upstreamhost":"$upstream_addr",''"http_host":"$host",''"url":"$uri",''"xff":"$http_x_forwarded_for",''"referer":"$http_referer",''"agent":"$http_user_agent",''"status":"$status"}';sendfile on;    tcp_nopush on;    tcp_nodelay on;    server_names_hash_bucket_size 128;    server_names_hash_max_size 512;    keepalive_timeout  65;    client_header_timeout 15s;    client_body_timeout 15s;    send_timeout 60s;limit_conn_zone $binary_remote_addr zone=perip:10m;limit_conn_zone $server_name zone=perserver:10m;limit_conn perip 2;limit_conn perserver 20;limit_rate 300k; 
    proxy_cache_path /data/nginx-cache levels=1:2 keys_zone=nginx-cache:20m max_size=50g inactive=168h;client_body_buffer_size 512k;client_header_buffer_size 4k;client_max_body_size 512k;large_client_header_buffers 2 8k;proxy_connect_timeout 5s;proxy_send_timeout 120s;proxy_read_timeout 120s;proxy_buffer_size 16k;proxy_buffers 4 64k;proxy_busy_buffers_size 128k;proxy_temp_file_write_size 128k;proxy_next_upstream http_502 http_504 http_404 error timeout invalid_header;gzip on;gzip_min_length 1k;gzip_buffers 4 16k;gzip_http_version 1.1;gzip_comp_level 4;gzip_types text/plain text/css application/json application/x-javascript text/xml application/xml application/xml+rss text/javascript;gzip_vary on;gzip_disable "MSIE [1-6].";
    include /etc/nginx/conf.d/*.conf;}  

2、负载均衡

 upstream ygoapi{   server 0.0.0.0:8082 fail_timeout=5 max_fails=3;  server 0.0.0.0:8083 fail_timeout=5 max_fails=3;  ip_hash;}  

3、HTTP 配置

 #隐藏版本信息server_tokens off;server {    listen       80;    server_name  素材管理平台;    charset utf-8;#重定向HTTP请求到HTTPSreturn 301 }  

4、HTTPS 配置

 准备条件:需要先去下载 HTTPS 证书server {    listen 443;    server_name 素材管理平台;    ssl on;    ssl_certificate cert/证书名称.pem;    ssl_certificate_key cert/证书名称.key;    ssl_session_timeout 5m;    # SSL协议配置    ssl_protocols SSLv2 SSLv3 TLSv1.2;    ssl_ciphers ALL:!ADH:!EXPORT56:RC4+RSA:+HIGH:+MEDIUM:+LOW:+SSLv2:+EXP;    ssl_prefer_server_ciphers on;valid_referers none blocked server_names               *.ygoclub.com;   #日志配置    access_log  /Users/jackson/Desktop/www.ygoclub.com-access.log  main gzip=4 flush=5m;    error_log  /Users/jackson/Desktop/www.ygoclub.com-error.log  error;location ~ .*\.(eot|svg|ttf|woff|jpg|jpeg|gif|png|ico|cur|gz|svgz|mp4|ogg|ogv|webm) {proxy_cache nginx-cache;proxy_cache_valid 200 304 302 5d;proxy_cache_key '$host:$server_port$request_uri';add_header X-Cache '$upstream_cache_status from $host';#所有静态文件直接读取硬盘root /usr/share/nginx/html;expires 30d; #缓存30天}
location ~ .*\.(js|css)?${proxy_cache nginx-cache;proxy_cache_valid 200 304 302 5d;proxy_cache_key '$host:$server_port$request_uri';add_header X-Cache '$upstream_cache_status from $host';#所有静态文件直接读取硬盘root /usr/share/nginx/html;expires      12h;}
    location / {        root   /usr/share/nginx/html;        index  index.html index.htm;    }    location /druid {        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;        proxy_cache nginx-cache;        proxy_cache_valid 200 10m;        proxy_pass }location /api {       proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;       proxy_pass }    # redirect server error pages to the  static  page /50x.html    error_page   500 502 503 504  /50x.html;    location = /50x.html {        root   /usr/share/nginx/html;    }}  

四、ab接口压力测试工具

ab是Apache超文本传输协议(HTTP)的性能测试工具。其设计意图是描绘当前所安装的Apache的执行性能,主要是显示你安装的Apache每秒可以处理多少个请求。

 yum install httpd-tools -yab -n 2000 -c 2   
  • -n :总的请求数
  • -c :并发数
  • -k 是否开启长连接

1、参数选项

(1)完整测试报告

这段展示的是web服务器的信息,可以看到服务器采用的是nginx,域名是wan.bigertech.com,端口是80

(2)服务器信息

这段是关于请求的文档的相关信息,所在位置“/”,文档的大小为338436 bytes(此为http响应的正文长度)

(3)文档信息

这段展示了压力测试的几个重要指标

(4)这段表示网络上消耗的时间的分解

(5)网络消耗时间

这段是每个请求处理时间的分布情况,50%的处理时间在4930ms内,66%的处理时间在5008ms内…,重要的是看90%的处理时间。

响应情况

文章来源:智云一二三科技

文章标题:Nginx 性能优化(吐血总结)

文章地址:https://www.zhihuclub.com/98772.shtml

关于作者: 智云科技

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