性能测试 Apache参数配置与性能调优

授客

发布于 2019-09-11 15:05:35

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环境：

Apache 2.4

1、选择合适的MPM(Multi -Processing Modules, 多处理模块)

Unix/Linux平台，有3中PMP：event，prefork及worker。在全部平台中，MPM 都可以构建为静态模块。在构建时选择一种 MPM，链接到服务器中。如果要改变 MPM，必须重新构建。要求更高伸缩性的站点可以选择使用线程的 MPM，即worker 或 event；要求可靠性或者与旧软件兼容的站点可以使用 prefork。

查看当前服务器使用的是哪种MPM

# httpd -l

Compiled in modules:

core.c

prefork.c

http_core.c

mod_so.c

如上，根据带背景色内容可推断出来使用的prefork MPM

prefork

实现非线程、预派生的web服务器。每个服务器进程响应进入的请求，父进程处理服务器池大小。适合需要兼容非线程安全的类库的站点。因为使用的是进程，所以，如果某个请求出现故障，不会影响其它请求，用于隔离每个请求的最好的MPM。

该MPM自我调节性强，极少需要调整其配置指令。最重要的是，MaxRequestWorkers要足够大，以处理尽可能多的请求，但同时也不能太大，确保有足够的物理内存来处理请求。

工作原理

单个控制进程负责启动子进程，子进程负责监听连接请求并在请求到达时进行除处理。Apache httpd总是尽量保持空闲，为处理进入的请求做好准备。按这种方式，客户端请求被处理之前，客户端无需等待服务器派生一个新的子进程。

为了绑定到80端口，Unix下父进程通常以root身份启动，子进程则以更少权限的用户身份，由Apache httpd启动。User 和 Group 指令用于设置Apache httpd子进程的权限。

当遇到极大的并发问题时，该MPM使用mpm-accept mutex 来序列化即将到达连接的访问。可通过Mutex进行配置该mutext的配置。

参考连接：https://httpd.apache.org/docs/2.4/en/mod/prefork.html

worker

实现多进程，多线程混合服务器。相比基于进程的服务器，worker使用线程服务器请求，可处理大量请求，同时消耗更少的内存。同时，拥有多进程处理方式，让其仍拥有有基于进程服务器的稳定性。

用于控制MPM最重要的指令为ThreadsPerChild和MaxRequestWorkers,其中，ThreadsPerChild控制每个子进程使用的线程数量，MaxRequestWorkers控制线程的最大总数

工作原理

同prefork，单个控制进程负责启动子进程，每个子进程创建由ThreadsPerChild指定的固定数量的线程，以及用于负责监听连接请求，并在请求到达时将其传递给服务器线程的监听线程。

参考连接：https://httpd.apache.org/docs/2.4/en/mod/worker.html

event

基于worker，利用主线程来处理新请求，以便允许更多的并发请求。单个控制进程(父进程)负责启动子进程。每个子进程创建一个由ThreadsPerChild指定的固定数量的服务器线程和一个监听线程，监听连接，当请求到达时，传递给worker线程进行处理。可在编译脚本时，使用--with-mpm=event选项来使用event MPM：./configure --with-mpm=event，其它MPM以此类推，不再赘述。

工作原理：

该MPM尽力弥补HTTP中的“keep alvie”问题。客户端完成第一次请求后，保持连接为open，再次发送请求时，使用相同的socket，这样在建立TCP连接时节约了极大的开销。然而，Apache HTTP 服务器通常保持整个子进程、线程等待来子客户端的数据，这给服务器自身带来了不利。为了解决这个问题，针对每个进程，MPM使用一个专用的监听线程来处理监听socket。

这种模式下，不再需要mpm-accept Mutex，单个进程或线程可处理的总的连接数由AsyncRequestWorkerFactor指定

参考连接：https://httpd.apache.org/docs/2.4/en/mod/event.html

2、优化prefork

Apache httpd自我调节性强，所以大多数站点不需要调整其默认值。如果有需要可以调整其配置如下：

# vim /usr/local/apache/conf/extra/httpd-mpm.conf

……

StartServers 5

MinSpareServers 5

MaxSpareServers 10

MaxRequestWorkers 250

MaxConnectionsPerChild 0

说明：

StartServers: Apache服务器启动时建立的初始服务器子进程数，由于进程数量根据负载动态控制的，所以很少需要调整该参数的值。

MinSpareServers：空闲服务器子进程的最小数，所谓空闲服务器子进程是指没有正在处理请求的子进程。如果当前空闲子进程数少于MinSpareServers ,那么Apache将创建新的子进程：创建一个，等待1s，然后创建2个，等待1秒，接着创建4个……，直到每秒创建32个子进程。当满足MinSpareServers设置时停止创建。只有在非常繁忙的机器上才需要调整这个参数。将此参数设的太大通常是一个坏主意。

MaxSpareServers: 空闲服务器子进程的最大数，如果当前有超过MaxSpareServers数量的空闲子进程,那么父进程将会杀死多余的子进程。只有在非常繁忙的机器上才需要调整这个参数，将此参数设的太大通常是一个坏主意，如果将该指令的值设置为同 MinSpareServers相等或者比其小,Apache将会自动将其修改成”MinSpareServers+1″。

MaxRequestWorkers: 可同时处理的最大请求数，超过MaxRequestWorkers限制的连接将要排队，排队的数量可达到基于ListenBacklog指令的某个数，一旦某个请求结束后，子进程变获得自由，开始处理下一个连接。针对非线程服务器，比如prefork，MaxRequestWorkers同时也是同一时刻，允许的最大子进程数。针对线程服务器，比如event或wroker，该参数限制了服务器可获得的最大线程总数，默认值为ServerLimit x ThreadsPerChild。如果要增加它的值，则都必须提升ServerLimit。

2.3.13版本以前，MaxRequestWorkers也叫MaxClients。老的名字依旧是兼容的。

如果服务器内存较小，可能需要减少 MaxRequestWorkers 防止抖动(反复交换内存到磁盘)。关于更多进程调优信息参考performance hints 文档。

附：查看Apache进程数

# ps -ef|grep httpd|wc -l

MaxConnectionsPerChild: 每个服务器子进程被终止前可处理的最大连接数（每个进程在处理了指定次数的连接，子进程将会被父进程终止，这时候子进程占用的内存就会释放），设置为0表示无限制，即不终止进程。内存较大的服务器可以设置为0(不推荐)或较大的数字。内存较小的服务器可以设置比较小的值，以防内存溢出，还可以在服务器负载下降的时侯会自动减少子进程数。一般情况下，如果你发现服务器的内存直线上升，建议修改该参数试试

注：original文件夹是配置文件的源文件备份，而真正要配置的是conf目录下的httpd.conf文件以及extra目录的额外扩展配置。

https://httpd.apache.org/docs/2.4/en/mod/mpm_common.html

3、优化worker

# vim /usr/local/apache/conf/extra/ httpd-mpm.conf

StartServers 3

MinSpareThreads 75

MaxSpareThreads 250

ThreadsPerChild 25

MaxRequestWorkers 400

MaxConnectionsPerChild 0

ServerLimit：对活动子进程数的硬限制(hard limit)，值必须大于等于MaxConnectionsPerChild /MaxRequestWorkers

对于prefork MPM, ServerLimit设置整个Apache httpd生命周期内，MaxRequestWorker的最大可配置值。对于worker和event MPM，结合ThreadLimit设置MaxRequestWorkers的最大可配置

需要注意的是，如果ServerLimit设置的值远高于实际需要的值，将分配额外的共享内存。如果ServerLimit和MaxRequestWorkers设置的值大于服务器处理能力，那么可能会导致服务器无法启动或者不稳定。

针对prefork MPM，如果需要设置MaxRequestWorkers值高于256，那么需要用到该指令，不要设置该参数的值大于MaxRequestWorkers

针对worker和event MPM，如果MaxRequestWorkers和ThreadsPerChild设置要求多余16个服务器进程(默认)时使用该选项。不要设置该参数的值大于MaxRequestWorkers 和ThreadsPerChild设置要求的服务器进程数（MaxRequestWorkers = ServerLimit x ThreadsPerChild）。

注意：Apache编译时，内部有一个硬限制 ServerLimit 20000(针对prefork MPM 200000)。如果需要增加超过硬限制的值，需要修改源文件中的MAX_SERVER_LIMIT并重新构建服务器

ThreadLimit：在整个Apache httpd进程生命周期内，为ThreadsPerChild设置最大配置值，对服务器线程数量的硬限制，必须大于等于ThreadsPerChild，如果比ThreadsPerChild设置的值高很多，将会分配额外未使用的内存；如果ThreadLimit 和ThreadsPerChild设置的值大于服务器处理能力，那么可能会导致服务器无法启动或者不稳定。

针对mpm_winnt，默认值为1920，其它 64

注意：Apache在编译时，内部有一个硬限制ThreadLimit 20000(对于event，ThreadLimit 100000，对于mpm_winnt,15000),如果想增加超过该硬限制，则需在源文件中修改MAX_THREAD_LIMIT，并重新构建服务器。

注意：要使上述两个参数配置(ThreadLimit和ServerLimit)，生效需要完全停止服务器，然后重启服务器

StartServers: 同prefork，Apache服务器启动时建立的初始服务器子进程数，由于进程数量根据负载动态控制的，所以很少需要调整该参数的值。

MinSpareThreads: 空闲服务器线程的最小数。如果当前服务器空闲线程数少于MinSpareThreads,那么Apache将创建新的子进程，直到线程数大于该数值。

MaxSpareThreads: 空闲服务器线程的最大数，如果当前有超过MaxSpareServers数量的空闲子进程,那么父进程将会杀死多余的子进程，直到空闲线程数小于该值。

ThreadsPerChild：每个子进程创建的线程数。子进程在启动时创建这些线程，且不再创建新的线程。

MaxRequestWorkers: 可同时处理的最大请求数，超过MaxRequestWorkers限制的连接将要排队，数量可达到基于ListenBacklog指令的某个数，一旦某个请求结束后，子进程变获得自由，开始处理下一个连接。针对线程服务器，比如event或wroker，该参数限制了服务器可获得的最大线程总数，默认值为ServerLimit x ThreadsPerChild。如果要增加它的值，则都必须提升ServerLimit。

2.3.13版本以前，MaxRequestWorkers也叫MaxClients。老的名字依旧是支持的。

测试时，可以通过查看日志文件/var/log/apache2/error.log，如果发现如下内容，就应该增大MaxClients了：

[error] server reached MaxClients setting,consider raising the MaxClients setting

MaxConnectionsPerChild:同prefork，每个服务器子进程自动终止前可处理的最大连接数（每个进程在处理了指定次数的连接，子进程将会被父进程终止，这时候子进程占用的内存就会释放），设置为0表示无限制，即不终止进程。内存较大的服务器可以设置为0(不推荐)或较大的数字。内存较小的服务器可以设置比较小的值，以防内存溢出，还可以在服务器负载下降的时侯会自动减少子进程数。一般情况下，如果你发现服务器的内存直线上升，建议修改该参数试试

https://httpd.apache.org/docs/2.4/en/mod/mpm_common.html

4、优化event

同worker

StartServers 3

MinSpareThreads 75

MaxSpareThreads 250

ThreadsPerChild 25

MaxRequestWorkers 400

MaxConnectionsPerChild 0

参考连接：https://httpd.apache.org/docs/2.4/en/mod/mpm_common.html

5、通用配置优化

硬件和操作系统

影响web服务器性能最大的硬件问题是RAM。web服务器从不应该有交换(swap),因为交换会增加每个请求的延迟，使得响应时间超过用户可接受范围，这可能会导致用户终止操作，重新发起请求，进而进一步增加负载。除此之外，还和CPU，网卡和硬盘相关。

主机名和DNS查找

Apache 1.3以前，HostnameLookups默认为On。这会增加每个请求的延时，因为它要求在每个请求完成之前，进行DNS查找。Apache 1.3中，默认关闭Off。如果需要把日志文件中的地方解析为主机名，使用apache自带的logresolve程序或者其它可用的日志报告包。

注：配置文件 installation_dir/conf/extra/httpd-default.conf

建议在其它机器上处理这类日志，而不是在web生产服务器上，这样做是为了不影响服务器性能

如果使用任意Allow from domain或者Deny from domain指令（比如，使用hostname或者domain name，而非IP地址），那么将进行两次DNS查找(一个方向的，携带一个转发的查找来保证反向查找不被欺骗)。为了最佳性能，使用这些指令时，尽可能的使用IP地址，而不是名字。

注意，可以在一个结点比如“”内处理这些指令，这种情况下，DNS查找仅仅在匹配标准的请求上执行，例子，除了.html或.cgi文件，禁用dns查找

HostnameLookups off

HostnameLookups on

KeepAlive

keepAlvie开启（默认值）时，客户端完成第一次请求后，保持连接为open，再次发送请求时，使用相同的socket，这样在建立TCP连接时节约了极大的开销，所以，一般情况下，图片较多的网站建议值为On

配置文件 installation_dir/conf/extra/httpd-default.conf

KeepAliveTimeout

相同连接上，等待相同客户端的下一次请求的时间(单位：秒)，超过该时间则会关闭旧的连接，并新建连接。

当使用keep-alives时，子进程、线程将在已打开的连接上忙碌着等待更多请求，但是啥也不做，浪费服务器资源，为减少这种影响，默认设置 KeepAliveTimeout 为5s。这是关于网络带宽和服务器资源的权衡。绝不能把该参数的值提升至60s，这样会丢失(参数带来的)大部分的好处。

配置文件 installation_dir/conf/extra/httpd-default.conf

FollowSymLinks and SymLinksIfOwnerMatch

配置文件：installation_dir/conf/http.conf

不管在URL-space的任何位置，没有指定Options FollowSymLinks，或者指定Options SymLinksIfOwnerMatch，Apache将需要发起额外的系统调用来检查符号链接(每个文件名组成都执行一个额外调用)。例：

DocumentRoot"/www/htdocs"

<</span>Directory"/">

  OptionsSymLinksIfOwnerMatch

</</span>Directory>

假如发起请求的URI为/index.html,那么Apache将对/www,/www/htdocs,/www/htdocs/index.html执行lstat(2)函数，因为不会缓存lstat的结果，所以，每个请求都会重复执行lstat(2).如果是/testdir/index.html呢?个人理解，外加/www/htdocs/testdir /www/htdocs/testdir/index.html

如果真的想要检查符号链接的安全性，这样如下：

DocumentRoot"/www/htdocs"

<</span>Directory"/">

  OptionsFollowSymLinks

</</span>Directory>

<</span>Directory"/www/htdocs">

  Options-FollowSymLinks+SymLinksIfOwnerMatch

</</span>Directory>

这样可以避免对DocumentRoot路径做额外的检查。注意，如果DocumentRoot之外还有别名(Alias)或(RewriteRule)路径，则需要添加相似的结点结点(section),为了更高的运行性能，应放弃符号链接保护，在所有地方都设置FollowSymLinks，并且从不使用SymLinksIfOwnerMatch。

AllowOverride

不管在你URL-space中的任何位置，允许重写(override)(典型的 .htaccess文件)，对文件名的每个组成部分，Apache将尝试打开.htaccess文件，例如

DocumentRoot"/www/htdocs"

<</span>Directory"/">

  AllowOverride all

</</span>Directory>

请求URI为/index.html，Apache将尝试打开/.htaccess, /www/.htaccess, 和 /www/htdocs/.htaccess. 解决方案，类似前面的Options FollowSymLinks案例，把all设置为None。为了更高的性能，每个地方都使用AllowOverride None。