突破10万高并发的nginx性能优化经验

linux下nginx服务应用总结（2）--突破10万高并发的nginx性能优化经验（含内核参数优化）

2016年11月28日 10:32:13

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转载：http://www.cnblogs.com/kevingrace/p/6094007.html

 

在平常的运维工做中，常常会用到nginx服务，也时常会碰到nginx因高并发致使的性能瓶颈问题。今天这里简单梳理下nginx性能优化的配置（仅仅依据本人的实战经验而述，若有不妥，敬请指出~）

1、这里的优化主要是指对nginx的配置优化，通常来讲nginx配置文件中对优化比较有做用的主要有如下几项：
1）nginx进程数，建议按照cpu数目来指定，通常跟cpu核数相同或为它的倍数。
worker_processes 8;
2）为每一个进程分配cpu，上例中将8个进程分配到8个cpu，固然能够写多个，或者将一个进程分配到多个cpu。
worker_cpu_affinity 00000001 00000010 00000100 00001000 00010000 00100000 01000000 10000000;
3）下面这个指令是指当一个nginx进程打开的最多文件描述符数目，理论值应该是系统的最多打开文件数（ulimit -n）与nginx进程数相除，可是nginx分配请求并非那么均匀，因此最好与ulimit -n的值保持一致。
worker_rlimit_nofile 65535;
4）使用epoll的I/O模型，用这个模型来高效处理异步事件
use epoll;
5）每一个进程容许的最多链接数，理论上每台nginx服务器的最大链接数为worker_processes*worker_connections。
worker_connections 65535;
6）http链接超时时间，默认是60s，功能是使客户端到服务器端的链接在设定的时间内持续有效，当出现对服务器的后继请求时，该功能避免了创建或者从新创建链接。切记这个参数也不能设置过大！不然会致使许多无效的http链接占据着nginx的链接数，终nginx崩溃！
keepalive_timeout 60;
7）客户端请求头部的缓冲区大小，这个能够根据你的系统分页大小来设置，通常一个请求的头部大小不会超过1k，不过因为通常系统分页都要大于1k，因此这里设置为分页大小。分页大小能够用命令getconf PAGESIZE取得。
client_header_buffer_size 4k;
8）下面这个参数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是指通过多长时间文件没被请求后删除缓存。
open_file_cache max=102400 inactive=20s;
9）下面这个是指多长时间检查一次缓存的有效信息。
open_file_cache_valid 30s;
10）open_file_cache指令中的inactive参数时间内文件的最少使用次数，若是超过这个数字，文件描述符一直是在缓存中打开的，如上例，若是有一个文件在inactive时间内一次没被使用，它将被移除。
open_file_cache_min_uses 1;

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下面是一个本人使用的简单的nginx配置文件：

?

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91

[root@dev-huanqiu ~]# cat /usr/local/nginx/conf/nginx.conf user   www www; worker_processes 8; worker_cpu_affinity 00000001 00000010 00000100 00001000 00010000 00100000 01000000; error_log   /www/log/nginx_error.log   crit; pid         /usr/local/nginx/nginx.pid; worker_rlimit_nofile 65535;   events {    use epoll;    worker_connections 65535; }   http {    include       mime.types;    default_type   application/octet-stream;      charset   utf-8;      server_names_hash_bucket_size 128;    client_header_buffer_size 2k;    large_client_header_buffers 4 4k;    client_max_body_size 8m;      sendfile on;    tcp_nopush     on;      keepalive_timeout 60;      fastcgi_cache_path /usr/local/nginx/fastcgi_cache levels=1:2                  keys_zone=TEST:10m                  inactive=5m;    fastcgi_connect_timeout 300;    fastcgi_send_timeout 300;    fastcgi_read_timeout 300;    fastcgi_buffer_size 16k;    fastcgi_buffers 16 16k;    fastcgi_busy_buffers_size 16k;    fastcgi_temp_file_write_size 16k;    fastcgi_cache TEST;    fastcgi_cache_valid 200 302 1h;    fastcgi_cache_valid 301 1d;    fastcgi_cache_valid any 1m;    fastcgi_cache_min_uses 1;    fastcgi_cache_use_stale error timeout invalid_header http_500;     open_file_cache max=204800 inactive=20s;    open_file_cache_min_uses 1;    open_file_cache_valid 30s;       tcp_nodelay on;        gzip on;    gzip_min_length   1k;    gzip_buffers     4 16k;    gzip_http_version 1.0;    gzip_comp_level 2;    gzip_types       text/plain application/x-javascript text/css application/xml;    gzip_vary on;      server    {      listen       8080;      server_name   huan.wangshibo.com;      index index.php index.htm;      root   /www/html/;        location /status      {          stub_status on;      }        location ~ .*\.(php|php5)?$      {          fastcgi_pass 127.0.0.1:9000;          fastcgi_index index.php;          include fcgi.conf;      }        location ~ .*\.(gif|jpg|jpeg|png|bmp|swf|js|css)$      {        expires       30d;      }        log_format   access   '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '                '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '                '"$http_user_agent" $http_x_forwarded_for';      access_log   /www/log/access.log   access;        } }

 

2、关于FastCGI的几个指令

1）这个指令为FastCGI缓存指定一个路径，目录结构等级，关键字区域存储时间和非活动删除时间。
fastcgi_cache_path /usr/local/nginx/fastcgi_cache levels=1:2 keys_zone=TEST:10m inactive=5m;
2）指定链接到后端FastCGI的超时时间。
fastcgi_connect_timeout 300;
3）向FastCGI传送请求的超时时间，这个值是指已经完成两次握手后向FastCGI传送请求的超时时间。
fastcgi_send_timeout 300;
4）接收FastCGI应答的超时时间，这个值是指已经完成两次握手后接收FastCGI应答的超时时间。
fastcgi_read_timeout 300;
5）指定读取FastCGI应答第一部分 须要用多大的缓冲区，这里能够设置为fastcgi_buffers指令指定的缓冲区大小，上面的指令指定它将使用1个 16k的缓冲区去读取应答的第一部分，即应答头，其实这个应答头通常状况下都很小（不会超过1k），可是你若是在fastcgi_buffers指令中指 定了缓冲区的大小，那么它也会分配一个fastcgi_buffers指定的缓冲区大小去缓存。
fastcgi_buffer_size 16k;
6）指定本地须要用多少和多大的缓冲区来 缓冲FastCGI的应答，如上所示，若是一个php脚本所产生的页面大小为256k，则会为其分配16个16k的缓冲区来缓存，若是大于256k，增大 于256k的部分会缓存到fastcgi_temp指定的路径中， 固然这对服务器负载来讲是不明智的方案，由于内存中处理数据速度要快于硬盘，一般这个值 的设置应该选择一个你的站点中的php脚本所产生的页面大小的中间值，好比你的站点大部分脚本所产生的页面大小为 256k就能够把这个值设置为16 16k，或者4 64k 或者64 4k，但很显然，后两种并非好的设置方法，由于若是产生的页面只有32k，若是用4 64k它会分配1个64k的缓冲区去缓存，而若是使用64 4k它会分配8个4k的缓冲区去缓存，而若是使用16 16k则它会分配2个16k去缓存页面，这样看起来彷佛更加合理。
fastcgi_buffers 16 16k;
7）这个指令我也不知道是作什么用，只知道默认值是fastcgi_buffers的两倍。
fastcgi_busy_buffers_size 32k;
8）在写入fastcgi_temp_path时将用多大的数据块，默认值是fastcgi_buffers的两倍。
fastcgi_temp_file_write_size 32k;
9）开启FastCGI缓存而且为其制定一个名称。我的感受开启缓存很是有用，能够有效下降CPU负载，而且防止502错误。可是这个缓存会引发不少问题，由于它缓存的是动态页面。具体使用还需根据本身的需求。
fastcgi_cache TEST
10）为指定的应答代码指定缓存时间，如上例中将200，302应答缓存一小时，301应答缓存1天，其余为1分钟。
fastcgi_cache_valid 200 302 1h;
fastcgi_cache_valid 301 1d;
fastcgi_cache_valid any 1m;
11）缓存在fastcgi_cache_path指令inactive参数值时间内的最少使用次数，如上例，若是在5分钟内某文件1次也没有被使用，那么这个文件将被移除。
fastcgi_cache_min_uses 1;
12）不知道这个参数的做用，猜测应该是让nginx知道哪些类型的缓存是没用的。
fastcgi_cache_use_stale error timeout invalid_header http_500;

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以上为nginx中FastCGI相关参数，
另外，FastCGI自身也有一些配置须要进行优化，若是你使用php-fpm来管理FastCGI，能够修改配置文件中的如下值：
1）同时处理的并发请求数，即它将开启最多60个子线程来处理并发链接。
<value name="max_children">60</value>
2）最多打开文件数。
<value name="rlimit_files">65535</value>
3）每一个进程在重置以前可以执行的最多请求数。
<value name="max_requests">65535</value>

 

3、关于内核参数的优化，在/etc/sysctl.conf文件内
1）timewait的数量，默认是180000。(Deven:所以若是想把timewait降下了就要把tcp_max_tw_buckets值减少)
net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 6000
2）容许系统打开的端口范围。
net.ipv4.ip_local_port_range = 1024 65000
3）启用TIME-WAIT状态sockets快速回收功能;用于快速减小在TIME-WAIT状态TCP链接数。1表示启用;0表示关闭。这个选项通常不推荐启用，由于在NAT(Network Address Translation)网络下，会致使大量的TCP链接创建错误，从而引发网站访问故障。
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 0
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实际上，net.ipv4.tcp_tw_recycle功能的开启，要须要net.ipv4.tcp_timestamps（通常系统默认是开启这个功能的）这个开关开启后才有效果；
当tcp_tw_recycle 开启时（tcp_timestamps 同时开启，快速回收 socket 的效果达到），对于位于NAT设备后面的 Client来讲，是一场灾难！
会致使到NAT设备后面的Client链接Server不稳定（有的 Client 能链接 server，有的 Client 不能链接 server）。
也就是说，tcp_tw_recycle这个功能，是为内部网络（网络环境本身可控 ” ——不存在NAT 的状况）设计的，对于公网环境下，不宜使用。
一般来讲，回收TIME_WAIT状态的socket是由于“没法主动链接远端”，由于无可用的端口，而不该该是要回收内存（没有必要）。
即：需求是Client的需求，Server会有“端口不够用”的问题吗？
除非是前端机，须要大量的链接后端服务，也就是充当着Client的角色。

正确的解决这个老是办法应该是：
net.ipv4.ip_local_port_range = 9000 6553 #默认值范围较小
net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 10000 #默认值较小，还可适当调小
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1 
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 10 
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4）开启重用功能，容许将TIME-WAIT状态的sockets从新用于新的TCP链接。这个功能启用是安全的，通常不要去改动！
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
5）开启SYN Cookies，当出现SYN等待队列溢出时，启用cookies来处理。
net.ipv4.tcp_syncookies = 1
6）web应用中listen函数的backlog默认会给咱们内核参数的net.core.somaxconn限制到128，而nginx定义的NGX_LISTEN_BACKLOG默认为511，因此有必要调整这个值。
net.core.somaxconn = 262144
7）每一个网络接口接收数据包的速率比内核处理这些包的速率快时，容许送到队列的数据包的最大数目。
net.core.netdev_max_backlog = 262144
8）系统中最多有多少个TCP套接字不被关联到任何一个用户文件句柄上。若是超过这个数字，孤儿链接将即刻被复位并打印出警告信息。这个限制仅仅是为了防止简单的DoS攻击，不能过度依靠它或者人为地减少这个值，更应该增长这个值(若是增长了内存以后)。
net.ipv4.tcp_max_orphans = 262144
9）记录的那些还没有收到客户端确认信息的链接请求的最大值。对于有128M内存的系统而言，缺省值是1024，小内存的系统则是128。
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 262144
10）时间戳能够避免序列号的卷绕。一个1Gbps的链路确定会遇到之前用过的序列号。时间戳可以让内核接受这种“异常”的数据包。
net.ipv4.tcp_timestamps = 1
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有很多服务器为了提升性能，开启net.ipv4.tcp_tw_recycle选项，在NAT网络环境下，容易致使网站访问出现了一些connect失败的问题
我的建议：
关闭net.ipv4.tcp_tw_recycle选项，而不是net.ipv4.tcp_timestamps；
由于在net.ipv4.tcp_timestamps关闭的条件下，开启net.ipv4.tcp_tw_recycle是不起做用的；而net.ipv4.tcp_timestamps能够独立开启并起做用。
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11）为了打开对端的链接，内核须要发送一个SYN并附带一个回应前面一个SYN的ACK。也就是所谓三次握手中的第二次握手。这个设置决定了内核放弃链接以前发送SYN+ACK包的数量。
net.ipv4.tcp_synack_retries = 1
12）在内核放弃创建链接以前发送SYN包的数量。
net.ipv4.tcp_syn_retries = 1
13）若是套接字由本端要求关闭，这个参数 决定了它保持在FIN-WAIT-2状态的时间。对端能够出错并永远不关闭链接，甚至意外当机。缺省值是60秒。2.2 内核的一般值是180秒，你能够按这个设置，但要记住的是，即便你的机器是一个轻载的WEB服务器，也有由于大量的死套接字而内存溢出的风险，FIN- WAIT-2的危险性比FIN-WAIT-1要小，由于它最多只能吃掉1.5K内存，可是它们的生存期长些。
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 1
14）当keepalive起用的时候，TCP发送keepalive消息的频度。缺省是2小时。
net.ipv4.tcp_keepalive_time = 30

---------------------------------------------------------------------- 下面贴出一个本人经常使用的内核参数的标准配置 [root@dev-huanqiu ~]# cat /etc/sysctl.conf 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 = 4096 87380 4194304 net.ipv4.tcp_wmem = 4096 16384 4194304 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 = 262144 net.ipv4.tcp_max_orphans = 3276800 net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 262144 net.ipv4.tcp_timestamps = 1 net.ipv4.tcp_synack_retries = 1 net.ipv4.tcp_syn_retries = 1 net.ipv4.tcp_tw_recycle = 0 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 net.ipv4.ip_conntrack_max = 6553500