一个关于nginx+php 的性能优化小测试

太过爱你忘了你带给我的痛 2023-01-17 06:30 95阅读 0赞

**准备工作**  
一台[ECS服务器][ECS]  
手动编译[nginx+php][ECS]  
修改index.php ,输出 ‘hello world’  
用[ab工具][ECS]，ab -c 100 -n 50000 ,连续5次，记录压测的qps平均值。  
想办法去优化，调整各种参数。每次调整一个参数有发现QPS提高，那就记录下来，并思考qps瓶颈是在哪  
**Nginx 一些基本配置的描述**

user administrator administrators; \#配置用户或者组，默认为nobody nobody。  
worker\_processes 2; \#允许生成的进程数，默认为1  
pid /nginx/pid/nginx.pid; \#指定nginx进程运行文件存放地址  
error\_log log/error.log debug; \#制定日志路径，级别。这个设置可以放入全局块，http块，server块，级别以此为：debug|info|notice|warn|error|crit|alert|emerg  
events \{  
accept\_mutex on; \#设置网路连接序列化，防止惊群现象发生，默认为on  
multi\_accept on; \#设置一个进程是否同时接受多个网络连接，默认为off  
\#use epoll; \#事件驱动模型，select|poll|kqueue|epoll|resig|/dev/poll|eventport  
worker\_connections 1024; \#最大连接数，默认为512  
\}  
http \{  
include mime.types; \#文件扩展名与文件类型映射表  
default\_type application/octet-stream; \#默认文件类型，默认为text/plain  
\#access\_log off; \#取消服务日志  
log\_format myFormat ' r e m o t e a d d r – remote\_addr– remoteaddr–remote\_user \[$time\_local\] $request $status $body\_bytes\_sent $http\_referer $http\_user\_agent KaTeX parse error: Double subscript at position 7: http\_x\_̲forwarded\_for';… \{ \#请求的url过滤，正则匹配，为区分大小写，为不区分大小写。  
\#root path; \#根目录  
\#index vv.txt; \#设置默认页  
proxy\_pass http://mysvr; \#请求转向mysvr 定义的服务器列表  
deny 127.0.0.1; \#拒绝的ip  
allow 172.18.5.54; \#允许的ip  
\}  
\}  
\}  
**接下来我们开始吧**  
ECS配置  
CPU： 1核  
内存： 1 GiB  
操作系统： CentOS 7 64位  
当前使用带宽： 1Mbps

在高并发的情况下，内核会认为系统受到了SYN flood攻击，会发送cookies（possible SYN flooding on port 80. Sending cookies），这样会减慢影响请求的速度，所以在应用服务器上设置下这个参数为0禁用系统保护就可以进行大并发测试了：

$ vim /etc/sysctl.conf  
$ net.ipv4.tcp\_syncookies = 0  
$ sysctl -p  
$ net.ipv4.tcp\_syncookies = 0  
net.ipv4.tcp\_syncookies = 0 \#此参数是为了防止洪水攻击的，但对于大并发系统，要禁用此设置  
net.ipv4.tcp\_max\_syn\_backlog\#参数决定了SYN\_RECV状态队列的数量，一般默认值为512或者1024，即超过这个数量，系统将不再接受新的TCP连接请求，一定程度上可以防止系统资源耗尽。可根据情况增加该值以接受更多的连接请求。  
net.ipv4.tcp\_tw\_recycle\#参数决定是否加速TIME\_WAIT的sockets的回收，默认为0。  
net.ipv4.tcp\_tw\_reuse\#参数决定是否可将TIME\_WAIT状态的sockets用于新的TCP连接，默认为0。  
net.ipv4.tcp\_max\_tw\_buckets\#参数决定TIME\_WAIT状态的sockets总数量，可根据连接数和系统资源需要进行设置

默认编译测试，无修改：  
ab -c 100 -n 50000 http://127.0.0.1/index.php  
1、 7111 2、7233 3、7240 4、7187 5、7197 平均：7194

修改  
worker\_processes 1 => auto  
worker\_processes ：工作进程数，调整一般为auto或者跟cpu核心一样的数量。

一般一个进程足够了，你可以把连接数设得很大。（worker\_processes: 1，worker\_connections: 10,000）  
如果有SSL、gzip这些比较消耗CPU的工作，而且是多核CPU的话，可以设为和CPU的数量一样。(worker\_processes: CPU核心数)  
或者要处理很多很多的小文件，而且文件总大小比内存大很多的时候，也可以把进程数增加，以充分利用IO带宽（主要似乎是IO操作有block）

1、 7242 2、7228 3、7275 4、7234 5、7231 平均：7242

worker\_connections 1020 => 65535  
单个进程允许的客户端最大连接数，一般来说，连接数可以设置和端口数一样。

1、 7212 2、7236 3、7223 4、7260 5、7230 平均 7232

worker\_rlimit\_nofile 65535  
worker进程最大打开文件数，一般可以优化设置成和端口数一样

1、 7243 2、7236 3、7146 4、7243 5、7196 平均 7212.8

use epoll;  
使用epoll的I/O模型，事件处理模型优化。

1、7265 2、7196 3、7227 4、7216 5、7253 平均 7231

multi\_accept ON  
multi\_accept指令使得NGINX worker能够在获得新连接的通知时尽可能多的接受连接。 此指令的作用是立即接受所有连接放到监听队列中。 如果指令被禁用，worker进程将逐个接受连接。  
1、 7273 2、7281 3、7308 4、7299 5、7290 平均 7290

accept\_mutex ON  
由于我们在NGINX中配置了多个workers，因此我们还应配置影响worker的相关指令。 events区域下accept\_mutex参数将使每个可用的worker进程逐个接受新连接。设置网路连接序列化，防止惊群现象发生，默认为on。  
服务器是1核，所以影响不大  
1、7268 2、7295 3、7308 4、7274 5、7261 平均 7281

tcp\_nopush On  
TCP\_CORK作为Nagle算法的替代方案，Linux提供了TCP\_CORK选项。 该选项告诉TCP堆栈附加数据包，并在它们已满或当应用程序通过显式删除TCP\_CORK指示发送数据包时发送它们。 这使得发送的数据分组是最优量，并且因此提高了网络的效率。  
NGINX提供了tcp\_nopush指令，在连接套接字时启用TCP\_CORK。 该指令可用于http，server和location区块：  
http\{  
tcp\_nopush on;  
\}  
1、7309 2、7321 3、7292 4、7308 5、7322 平均 7310

tcp\_nodelay on  
TCP/IP网络存在“小包”问题，其中单字符消息可能在高负载网络上导致网络拥塞。 例如分组大小为41字节，其中40字节用于TCP报头，只有1字节是有用信息。 这些小包占用了大约4000％的巨大开销并且使得网络饱和  
ohn Nagle通过不立即发送小包来解决问题（Nagle的算法）。 所有这样的分组被收集一定量的时间，然后作为单个分组一次发送。 这改进了底层网络的的效率。 因此，典型的TCP/IP协议栈在将数据包发送到客户端之前需要等待200毫秒。  
在打开套接字时可以使用TCP\_NODELAY选项来禁用Nagle的缓冲算法，并在数据可用时立即发送。 NGINX提供了tcp\_nodelay指令来启用此选项。 该指令可用于http，server和location区块：  
http\{  
tcp\_nodelay on;  
\}

1、 7326 2、7316 3、7334 4、7274 5、7290 平均 7308

worker\_priority -5  
指明worker进程的nice值  
Linux系统中，优先级高的进程会占用更多的系统资源，这里配置的是进程的静态优先级，取值范围-20到+19，-20级别最高。因此可以把这个值设置小一点，但不建议比内核进程的值低（通常为-5）

测试中 0到-5的性能提升明显 0可达到8000均值  
1、 7982 2、8023 3、7932 4、7911 5、8052 平均 7980

php-fpm参数调优  
pm = dynamic;  
表示使用哪种进程数量管理方式  
　　　　dynamic表示php-fpm进程数是动态的，最开始是pm.start\_servers指定的数量，如果请求较多，则会自动增加，保证空闲的进程数不小于pm.min\_spare\_servers，如果进程数较多，也会进行相应清理，保证多余的进程数不多于pm.max\_spare\_servers  
　　　　static表示php-fpm进程数是静态的, 进程数自始至终都是pm.max\_children指定的数量，不再增加或减少  
　　1.pm.start\_servers = 15; 动态方式下的起始php-fpm进程数量  
　　2.pm.min\_spare\_servers = 5; 动态方式下的最小php-fpm进程数量  
3.pm.max\_spare\_servers = 25; 动态方式下的最大php-fpm进程数量  
4.pm.max\_requests = 5000  
设置每个子进程重生之前服务的请求数. 对于可能存在内存泄漏的第三方模块来说是非常有用的. 如果设置为 ’0′ 则一直接受请求. 等同于 PHP\_FCGI\_MAX\_REQUESTS 环境变量. 默认值: 0.这段配置的意思是，当一个 PHP-CGI 进程处理的请求数累积到 5000 个后，自动重启该进程。  
7934 2 、8107 3 、8013 4、8039 5、7990 均值 8016

opcache  
opcache 绝对是优化的利器，Opcache是字节码缓存，也就是PHP在被编译的时候，首先会把php代码转换为字节码，字节码然后被执行。  
php文件第二次执行时，同样还是会重新转换为字节码，但是很多时候，文件内容几乎是一样的，比如静态HTML文件，生成后内容许久都不会改变，用户访问请求直接由服务器读取响应给客户端浏览器。都不用经过PHP进行解析构建了。  
内存中的字节码数据，可以直接缓存进行二次编译。这样程序就会快一些，cpu的消耗也少了。

结论  
php-fpm 采用 prefork的方式 （listen同一个地址，然后fork出若干子进程),fast-cgi管理器实现的是多进程模型。

但是在php运行时，每一个进程只能处理一个请求，实际上，运行时是单进程，单线程的。

php-fpm一个线程是阻塞模型，必须等待该客户端请求php服务端返回数据，下一个nginx发过来的请求才能被受理，这个时候FPM就需要增多进程去应付并发，更高的qps 需要更多的进程处理，当处理请求的时候发生了时间较长阻塞，导致进程内存无法释放，后续请求没有足够的子进程去处理，更多的瓶颈在于 PHP-FPM 大量子进程的处理和消耗内存上面。

[ECS]: http://github.crmeb.net/u/defu