Nginx在高并發下的性能優化點！有這篇就夠了！

作者：Java編碼碼農 2020-04-10 10:10:28

本篇，我們則來講講Nginx的幾種性能優化方式。Nginx運行工作進程個數一般設置CPU的核心或者核心數x2。

本篇，我們則來講講Nginx的幾種性能優化方式。

目錄[-]

1、Nginx運行工作進程數量

Nginx運行工作進程個數一般設置CPU的核心或者核心數x2。如果不了解cpu的核數，可以top命令之后按1看出來，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運行CPU親和力

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最多開啟8個，8個以上性能提升不會再提升了，而且穩定性變得更低，所以8個進程夠用了。

3、Nginx最大打開文件數

worker_rlimit_nofile 65535;

這個指令是指當一個nginx進程打開的最多文件描述符數目，理論值應該是最多打開文件數（ulimit -n）與nginx進程數相除，但是nginx分配請求并不是那么均勻，所以最好與ulimit -n的值保持一致。

注：文件資源限制的配置可以在/etc/security/limits.conf設置，針對root/user等各個用戶或者*代表所有用戶來設置。

*   soft nofile   65535 
*   hard nofile   65535

用戶重新登錄生效（ulimit -n）

4、Nginx事件處理模型

events { 
  use epoll; 
  worker_connections 65535; 
  multi_accept on; 
}

nginx采用epoll事件模型，處理效率高。

work_connections是單個worker進程允許客戶端最大連接數，這個數值一般根據服務器性能和內存來制定，實際最大值就是worker進程數乘以work_connections。

實際我們填入一個65535，足夠了，這些都算并發值，一個網站的并發達到這么大的數量，也算一個大站了！

multi_accept 告訴nginx收到一個新連接通知后接受盡可能多的連接，默認是on，設置為on后，多個worker按串行方式來處理連接，也就是一個連接只有一個worker被喚醒，其他的處于休眠狀態，設置為off后，多個worker按并行方式來處理連接，也就是一個連接會喚醒所有的worker，直到連接分配完畢，沒有取得連接的繼續休眠。當你的服務器連接數不多時，開啟這個參數會讓負載有一定的降低，但是當服務器的吞吐量很大時，為了效率，可以關閉這個參數。

5、開啟高效傳輸模式

http { 
  include mime.types; 
  default_type application/octet-stream; 
  …… 
 
  sendfile on; 
  tcp_nopush on; 
  …… 
}

Include mime.types ：媒體類型,include 只是一個在當前文件中包含另一個文件內容的指令。
default_type application/octet-stream ：默認媒體類型足夠。
sendfile on：開啟高效文件傳輸模式，sendfile指令指定nginx是否調用sendfile函數來輸出文件，對于普通應用設為 on，如果用來進行下載等應用磁盤IO重負載應用，可設置為off，以平衡磁盤與網絡I/O處理速度，降低系統的負載。注意：如果圖片顯示不正常把這個改成off。
tcp_nopush on：必須在sendfile開啟模式才有效，防止網路阻塞，積極的減少網絡報文段的數量（將響應頭和正文的開始部分一起發送，而不一個接一個的發送。）

6、連接超時時間

主要目的是保護服務器資源，CPU，內存，控制連接數，因為建立連接也是需要消耗資源的。

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 ：客戶端連接保持會話超時時間，超過這個時間，服務器斷開這個鏈接。
tcp_nodelay：也是防止網絡阻塞，不過要包涵在keepalived參數才有效。
client_header_buffer_size 4k：客戶端請求頭部的緩沖區大小，這個可以根據你的系統分頁大小來設置，一般一個請求頭的大小不會超過 1k，不過由于一般系統分頁都要大于1k，所以這里設置為分頁大小。分頁大小可以用命令getconf PAGESIZE取得。
open_file_cache max=102400 inactive=20s ：這個將為打開文件指定緩存，默認是沒有啟用的，max指定緩存數量，建議和打開文件數一致，inactive 是指經過多長時間文件沒被請求后刪除緩存。
open_file_cache_valid 30s：這個是指多長時間檢查一次緩存的有效信息。
open_file_cache_min_uses 1 ：open_file_cache指令中的inactive 參數時間內文件的最少使用次數，如果超過這個數字，文件描述符一直是在緩存中打開的，如上例，如果有一個文件在inactive 時間內一次沒被使用，它將被移除。
client_header_timeout ：設置請求頭的超時時間。我們也可以把這個設置低些，如果超過這個時間沒有發送任何數據，nginx將返回request time out的錯誤。
client_body_timeout設置請求體的超時時間。我們也可以把這個設置低些，超過這個時間沒有發送任何數據，和上面一樣的錯誤提示。
reset_timeout_connection ：告訴nginx關閉不響應的客戶端連接。這將會釋放那個客戶端所占有的內存空間。
send_timeout ：響應客戶端超時時間，這個超時時間僅限于兩個活動之間的時間，如果超過這個時間，客戶端沒有任何活動，nginx關閉連接。
server_tokens ：并不會讓nginx執行的速度更快，但它可以關閉在錯誤頁面中的nginx版本數字，這樣對于安全性是有好處的。
client_max_body_size：上傳文件大小限制。

7、fastcgi 調優

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 ：指定連接到后端FastCGI的超時時間。
fastcgi_send_timeout 600 ：向FastCGI傳送請求的超時時間。
fastcgi_read_timeout 600 ：指定接收FastCGI應答的超時時間。
fastcgi_buffer_size 64k ：指定讀取FastCGI應答第一部分需要用多大的緩沖區，默認的緩沖區大小為。fastcgi_buffers指令中的每塊大小，可以將這個值設置更小。
fastcgi_buffers 4 64k ：指定本地需要用多少和多大的緩沖區來緩沖FastCGI的應答請求，如果一個php腳本所產生的頁面大小為256KB，那么會分配4個64KB的緩沖區來緩存，如果頁面大小大于256KB，那么大于256KB的部分會緩存到fastcgi_temp_path指定的路徑中，但是這并不是好方法，因為內存中的數據處理速度要快于磁盤。一般這個值應該為站點中php腳本所產生的頁面大小的中間值，如果站點大部分腳本所產生的頁面大小為256KB，那么可以把這個值設置為“8 32K”、“4 64k”等。
fastcgi_busy_buffers_size 128k ：建議設置為fastcgi_buffers的兩倍，繁忙時候的buffer。
fastcgi_temp_file_write_size 128k ：在寫入fastcgi_temp_path時將用多大的數據塊，默認值是fastcgi_buffers的兩倍，該數值設置小時若負載上來時可能報502BadGateway。
fastcgi_temp_path ：緩存臨時目錄。
fastcgi_intercept_errors on ：這個指令指定是否傳遞4xx和5xx錯誤信息到客戶端，或者允許nginx使用error_page處理錯誤信息。注：靜態文件不存在會返回404頁面，但是php頁面則返回空白頁！
fastcgi_cache_path /usr/local/nginx1.10/fastcgi_cachelevels=1:2 keys_zone=cache_fastcgi:128minactive=1d max_size=10g ：fastcgi_cache緩存目錄，可以設置目錄層級，比如1:2會生成16*256個子目錄，cache_fastcgi是這個緩存空間的名字，cache是用多少內存（這樣熱門的內容nginx直接放內存，提高訪問速度），inactive表示默認失效時間，如果緩存數據在失效時間內沒有被訪問,將被刪除，max_size表示最多用多少硬盤空間。
fastcgi_cache cache_fastcgi ：#表示開啟FastCGI緩存并為其指定一個名稱。開啟緩存非常有用，可以有效降低CPU的負載，并且防止502的錯誤放生。cache_fastcgi為proxy_cache_path指令創建的緩存區名稱。
fastcgi_cache_valid 200 302 1h ：#用來指定應答代碼的緩存時間，實例中的值表示將200和302應答緩存一小時，要和fastcgi_cache配合使用。
fastcgi_cache_valid 301 1d ：將301應答緩存一天。
fastcgi_cache_valid any 1m ：將其他應答緩存為1分鐘。
fastcgi_cache_min_uses 1 ：該指令用于設置經過多少次請求的相同URL將被緩存。
fastcgi_cache_key http://$host$request_uri ：該指令用來設置web緩存的Key值,nginx根據Key值md5哈希存儲.一般根據$host(域名)、$request_uri(請求的路徑)等變量組合成proxy_cache_key 。
fastcgi_pass ：指定FastCGI服務器監聽端口與地址，可以是本機或者其它。

總結：

nginx的緩存功能有：proxy_cache / fastcgi_cache

proxy_cache的作用是緩存后端服務器的內容，可能是任何內容，包括靜態的和動態。
fastcgi_cache的作用是緩存fastcgi生成的內容，很多情況是php生成的動態的內容。
proxy_cache緩存減少了nginx與后端通信的次數，節省了傳輸時間和后端寬帶。
fastcgi_cache緩存減少了nginx與php的通信的次數，更減輕了php和數據庫(mysql)的壓力。

8、gzip 調優

使用gzip壓縮功能，可能為我們節約帶寬，加快傳輸速度，有更好的體驗，也為我們節約成本，所以說這是一個重點。

Nginx啟用壓縮功能需要你來ngx_http_gzip_module模塊，apache使用的是mod_deflate。

一般我們需要壓縮的內容有：文本，js，html，css，對于圖片，視頻，flash什么的不壓縮，同時也要注意，我們使用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;   #開啟壓縮功能

gzip_min_length 1k ：設置允許壓縮的頁面最小字節數，頁面字節數從header頭的Content-Length中獲取，默認值是0，不管頁面多大都進行壓縮，建議設置成大于1K，如果小與1K可能會越壓越大。
gzip_buffers 4 32k ：壓縮緩沖區大小，表示申請4個單位為32K的內存作為壓縮結果流緩存，默認值是申請與原始數據大小相同的內存空間來存儲gzip壓縮結果。
gzip_http_version 1.1 ：壓縮版本，用于設置識別HTTP協議版本，默認是1.1，目前大部分瀏覽器已經支持GZIP解壓，使用默認即可。
gzip_comp_level 6 ：壓縮比例，用來指定GZIP壓縮比，1壓縮比最小，處理速度最快，9壓縮比最大，傳輸速度快，但是處理慢，也比較消耗CPU資源。
gzip_types text/css text/xml application/javascript ：用來指定壓縮的類型，‘text/html’類型總是會被壓縮。默認值: gzip_types text/html (默認不對js/css文件進行壓縮)
- 壓縮類型，匹配MIME型進行壓縮；
- 不能用通配符 text/*；
- text/html默認已經壓縮 (無論是否指定)；
- 設置哪壓縮種文本文件可參考 conf/mime.types。
gzip_vary on ：varyheader支持，改選項可以讓前端的緩存服務器緩存經過GZIP壓縮的頁面，例如用Squid緩存經過nginx壓縮的數據。

9、expires 緩存調優

緩存，主要針對于圖片，css，js等元素更改機會比較少的情況下使用，特別是圖片，占用帶寬大，我們完全可以設置圖片在瀏覽器本地緩存365d，css，js，html可以緩存個10來天，這樣用戶第一次打開加載慢一點，第二次，就非常快了！緩存的時候，我們需要將需要緩存的拓展名列出來， Expires緩存配置在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中記錄不存在的錯誤。默認是。

總結：

expire功能優點：

expires可以降低網站購買的帶寬，節約成本；
同時提升用戶訪問體驗；
減輕服務的壓力，節約服務器成本，是web服務非常重要的功能。

expire功能缺點：

被緩存的頁面或數據更新了，用戶看到的可能還是舊的內容，反而影響用戶體驗。

解決辦法：第一個縮短緩存時間，例如：1天，但不徹底，除非更新頻率大于1天；第二個對緩存的對象改名。

網站不希望被緩存的內容：

網站流量統計工具；
更新頻繁的文件（google的logo）。

10、防盜鏈

防止別人直接從你網站引用圖片等鏈接，消耗了你的資源和網絡流量，那么我們的解決辦法由幾種：

水印，品牌宣傳，你的帶寬，服務器足夠；
防火墻，直接控制，前提是你知道IP來源；
防盜鏈策略下面的方法是直接給予404的錯誤提示。

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; 
}

參數可以使如下形式：

none ：意思是不存在的Referer頭(表示空的，也就是直接訪問，比如直接在瀏覽器打開一個圖片)。
blocked ：意為根據防火墻偽裝Referer頭，如：“Referer:XXXXXXX”。
server_names ：為一個或多個服務器的列表，0.5.33版本以后可以在名稱中使用“*”通配符。

11、內核參數優化

fs.file-max = 999999：這個參數表示進程（比如一個worker進程）可以同時打開的最大句柄數，這個參數直線限制最大并發連接數，需根據實際情況配置。
net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 6000 ：這個參數表示操作系統允許TIME_WAIT套接字數量的最大值，如果超過這個數字，TIME_WAIT套接字將立刻被清除并打印警告信息。該參數默認為180000，過多的TIME_WAIT套接字會使Web服務器變慢。注：主動關閉連接的服務端會產生TIME_WAIT狀態的連接
net.ipv4.ip_local_port_range = 1024 65000 ：允許系統打開的端口范圍。
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1 ：啟用timewait快速回收。
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1 ：開啟重用。允許將TIME-WAIT sockets重新用于新的TCP連接。這對于服務器來說很有意義，因為服務器上總會有大量TIME-WAIT狀態的連接。
net.ipv4.tcp_keepalive_time = 30：這個參數表示當keepalive啟用時，TCP發送keepalive消息的頻度。默認是2小時，若將其設置的小一些，可以更快地清理無效的連接。
net.ipv4.tcp_syncookies = 1 ：開啟SYN Cookies，當出現SYN等待隊列溢出時，啟用cookies來處理。
net.core.somaxconn = 40960 ：web 應用中 listen 函數的 backlog 默認會給我們內核參數的。
net.core.somaxconn ：限制到128，而nginx定義的NGX_LISTEN_BACKLOG 默認為511，所以有必要調整這個值。注：對于一個TCP連接，Server與Client需要通過三次握手來建立網絡連接.當三次握手成功后,我們可以看到端口的狀態由LISTEN轉變為ESTABLISHED,接著這條鏈路上就可以開始傳送數據了.每一個處于監聽(Listen)狀態的端口,都有自己的監聽隊列.監聽隊列的長度與如somaxconn參數和使用該端口的程序中listen()函數有關。somaxconn定義了系統中每一個端口最大的監聽隊列的長度,這是個全局的參數,默認值為128，對于一個經常處理新連接的高負載 web服務環境來說，默認的 128 太小了。大多數環境這個值建議增加到 1024 或者更多。大的偵聽隊列對防止拒絕服務 DoS 攻擊也會有所幫助。
net.core.netdev_max_backlog = 262144 ：每個網絡接口接收數據包的速率比內核處理這些包的速率快時，允許送到隊列的數據包的最大數目。
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 262144 ：這個參數標示TCP三次握手建立階段接受SYN請求隊列的最大長度，默認為1024，將其設置得大一些可以使出現Nginx繁忙來不及accept新連接的情況時，Linux不至于丟失客戶端發起的連接請求。
net.ipv4.tcp_rmem = 10240 87380 12582912 ：這個參數定義了TCP接受緩存（用于TCP接受滑動窗口）的最小值、默認值、最大值。
net.ipv4.tcp_wmem = 10240 87380 12582912：這個參數定義了TCP發送緩存（用于TCP發送滑動窗口）的最小值、默認值、最大值。
net.core.rmem_default = 6291456：這個參數表示內核套接字接受緩存區默認的大小。
net.core.wmem_default = 6291456：這個參數表示內核套接字發送緩存區默認的大小。
net.core.rmem_max = 12582912：這個參數表示內核套接字接受緩存區的最大大小。
net.core.wmem_max = 12582912：這個參數表示內核套接字發送緩存區的最大大小。
net.ipv4.tcp_syncookies = 1：該參數與性能無關，用于解決TCP的SYN攻擊。

下面貼一個完整的內核優化設置：

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

執行sysctl -p使內核修改生效。

12、關于系統連接數的優化

linux 默認值 open files為1024。查看當前系統值：

# ulimit -n 
1024

說明server只允許同時打開1024個文件。

使用ulimit -a 可以查看當前系統的所有限制值，使用ulimit -n 可以查看當前的最大打開文件數。

新裝的linux 默認只有1024 ，當作負載較大的服務器時，很容易遇到error: too many open files。因此，需要將其改大，在/etc/security/limits.conf最后增加：

*       soft    nofile         65535 
*       hard    nofile         65535 
*       soft    noproc         65535 
*       hard    noproc         65535

責任編輯：張燕妮來源：今日頭條

Nginx 高并發性能