Nginx 性能优化

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。
  • 可以通过查看当前 CPU 负荷,内存使用率,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监控模块来查看对应的连接数,总握手次数,总请求数。

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。

3. 操作系统与 Nginx 性能优化

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、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

3.1. 系统文件句柄数

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

  • 在 Linux/Unix 操作系统中一切皆文件,我们的设备是文件,文件是文件,文件夹也是文件。当我们用户每发起一次请求,就会产生一个文件句柄。

文件句柄可以简单的理解为文件句柄就是一个索引

  • 文件句柄会随着请求量的增多,进程调用频繁增加,那么产生的文件句柄也就会越多。
  • 系统默认对文件句柄是有限制的,不可能会让一个进程无限制的调用句柄。因为系统资源是有限的,操作系统默认使用的文件句柄是1024个句柄。

修改方式

  • 系统全局性修改
  • 用户局部性修改
  • 进程局部性修改

3.1.1. 系统全局性修改和用户局部性修改

[root@localhost ~]# vim /etc/security/limits.conf 
#*               soft    core            0
#*               hard    rss             10000
#@student        hard    nproc           20
#@faculty        soft    nproc           20
#@faculty        hard    nproc           50
#ftp             hard    nproc           0
#@student        -       maxlogins       4

//root只是针对root这个用户来限制,soft只是发提醒,操作系统不会强制限制,一般的站点设置为一万左右就ok了
root soft nofile 65535
root hard nofile 65535
// *代表通配符 所有的用户
*    soft nofile 25535  //用户可打开的文件描述符的最大数(软限制)
*    hard nofile 25535  //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

* soft nproc 65535  //单个用户可用的最大进程数量(软限制)
* hard nproc 65535  //单个用户可用的最大进程数量(硬限制)

可以看到root*root代表是 root 用户,*代表的是所有用户,后面的数字就是文件句柄大小。

3.1.2. 进程局部性修改

[root@localhost ~]# vim /etc/nginx/nginx.conf
user  nginx;  #运行 Nginx 的用户。可以修改
worker_processes  1;  

error_log  /var/log/nginx/error.log warn;
pid        /var/run/nginx.pid;

worker_rlimit_nofile 65535; #进程限制,配置 Nginx worker 进程最大打开文件数

events {
    worker_connections  1024;  #一个 worker 进程的并发
}
...

worker_rlimit_nofile是在进程上面进行限制。

  • 扩展:常用命令小工具
#ulimit 命令,用于查看系统限制的值
# -a  显示目前资源限制的设定。
# -n <文件数目>  指定同一时间最多可开启的文件数。

1、ulimit -a       	显示系统资源的设置
core file size          (blocks, -c) 0
data seg size           (kbytes, -d) unlimited
scheduling priority             (-e) 0
file size               (blocks, -f) unlimited
pending signals                 (-i) 63154
max locked memory       (kbytes, -l) 64
max memory size         (kbytes, -m) unlimited
open files                      (-n) 1024 #默认用户可以打开文件的最大数量
pipe size            (512 bytes, -p) 8
POSIX message queues     (bytes, -q) 819200
real-time priority              (-r) 0
stack size              (kbytes, -s) 8192
cpu time               (seconds, -t) unlimited
max user processes              (-u) 63154
virtual memory          (kbytes, -v) unlimited
file locks                      (-x) unlimited

2、ulimit -n 65535  #临时修改打开句柄数 

3.2. CPU 的亲和性/亲缘性配置(了解)

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。能够减少在 work 间不断切换 CPU ,来减少性能损耗。

首先要明确物理 CPU 个数、核数、逻辑 CPU 数的概念
1、物理 CPU 数:主板上实际插入的 CPU 数量,可以数不重复的 physical id 有几个(physical id)
2、 CPU 核数:单块 CPU 上面能处理数据的芯片组的数量,如双核、四核等 ( CPU cores)
3、逻辑 CPU 数:一般情况下,逻辑 CPU =物理CPU个数×每颗核数.

//查看物理 CPU 数量
[root@localhost ~]# cat /proc/cpuinfo | grep "physical id" | sort|uniq | wc -l
2

//查看每个 CPU 的核心数
[root@localhost ~]# cat /proc/cpuinfo|grep "cpu cores"|uniq
cpu cores       : 1

//查看 CPU 使用率
[root@localhost ~]# top  回车后按 1
%Cpu0  :  0.0 us,  0.0 sy,  0.0 ni,100.0 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  0.0 st
%Cpu1  :  0.0 us,  0.0 sy,  0.0 ni,100.0 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  0.0 st

//配置 worker_processes (指的是逻辑 CPU 个数)
[root@localhost ~]# vim /etc/nginx/nginx.conf
//将刚才查看到自己 CPU *  CPU 核心就是 worker_processes
worker_processes 2;    //根据自己 CPU 核心数配置;或者直接可以设置为auto

//配置nginx进程绑定到对应的cpu,通过下面命令查看nginx进程配置在哪个核上
[root@localhost ~]# ps -eo pid,args,psr |grep [n]ginx
//-e 显示所有进程
//-o 自定义输出格式
//pid 进程ID
//args 进程启动命令行
//psr 进程状态

[root@localhost ~]# ps -eo pid,args,psr |grep [n]ginx
   953 nginx: master process /usr/   1
   954 nginx: worker process         0
   955 nginx: worker process         1

在 Nginx 1.9版本之后,程序帮我们自动绑定了 CPU
将 work 的进程绑定到不同的 CPU 核数上,尽可能的减少进程间的切换,指的是 CPU 从一个进程切换到另一个进程,绑定后可以提升处理请求速度和性能

#设置进程与 CPU 的亲和性自动分配权重
worker_cpu_affinity auto;

4. 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 auto;
#将work进程绑定到每个 CPU 的核数上
worker_cpu_affinity auto;   # CPU 亲缘性/亲和性

#日志配置成warn
error_log /var/log/nginx/error.log warn; 
pid /var/run/nginx.pid;

#针对 Nginx 句柄的文件限制,配置 Nginx worker 进程最大打开文件数> worker_connections 值
worker_rlimit_nofile 65535;
#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 2048;
}

http {
    server_tokens off;  #隐藏 Nginx 的版本号
    include       /etc/nginx/mime.types;
    default_type  application/octet-stream;

    charset utf-8;  #设置字符集,服务端返回给客户端报文的时候, Nginx 强行将报文转码为utf-8

    #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;   #用于开启文件高效传输模式,一般设置为 on ,若 Nginx 是用来进行磁盘IO负载应用时,可以设置为 off ,降低系统负载
    tcp_nopush     on;   #减少网络报文段数量,当有数据时,先别着急发送, 确保数据包已经装满数据, 避免了网络拥塞
    tcp_nodelay       on; #提高I/O性能,确保数据尽快发送, 提高可数据传输效率

    keepalive_timeout  65; #设置长连接的超时时间,请求完成之后还要保持连接多久.
    open_file_cache max=35535 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。

    ########
    #Gzip module
    gzip  on;    #文件压缩默认可以打开.告诉 Nginx 采用 gzip 压缩的形式发送数据。这将会减少发送的数据量。
    gzip_disable "MSIE [1-6]."; #对于有些浏览器不能识别压缩,需要过滤如ie6
    gzip_min_length 1k; #允许压缩的最小字节数
    gzip_http_version 1.1; #设置识别 http 协议版本,默认是 1.1
    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。

    include /etc/nginx/conf.d/*.conf;
}

本图文内容来源于网友网络收集整理提供,作为学习参考使用,版权属于原作者。
THE END
分享
二维码
< <上一篇
下一篇>>