Apache 服务器 Prefork、Worker和Event三种工做模式分析

一，Apache三种MPM介绍

Apache 2.X 支持插入式并行处理模块，称为多路处理模块（MPM）。在编译apache时必须选择也只能选择一个MPM，对类UNIX系统，有几个不一样的MPM可供选择，它们会影响到apache的速度和可伸缩性。这三种MPM记录于conf/extra/httpd-mpm.conf文件中。

Prefork MPM：这个多路处理模块(MPM)实现了一个非线程型的、预派生的web服务器，它的工做方式相似于Apache 1.3。它适合于没有线程安全库，须要避免线程兼容性问题的系统。它是要求将每一个请求相互独立的状况下最好的MPM，这样若一个请求出现问题就不会影响到其余请求。

这个MPM具备很强的自我调节能力，只须要不多的配置指令调整。最重要的是将MaxClients设置为一个足够大的数值以处理潜在的请求高峰，同时又不能太大，以至须要使用的内存超出物理内存的大小。

Worker MPM：此多路处理模块(MPM)使网络服务器支持混合的多线程多进程。因为使用线程来处理请求，因此能够处理海量请求，而系统资源的开销小于基于进程的MPM。可是，它也使用了多进程，每一个进程又有多个线程，以得到基于进程的MPM的稳定性。

每一个进程能够拥有的线程数量是固定的。服务器会根据负载状况增长或减小进程数量。一个单独的控制进程(父进程)负责子进程的创建。每一个子进程能够创建ThreadsPerChild数量的服务线程和一个监听线程，该监听线程监听接入请求并将其传递给服务线程处理和应答。

不论是Worker模式或是Prefork 模式，Apache老是试图保持一些备用的(spare)或者是空闲的子进程（空闲的服务线程池）用于迎接即将到来的请求。这样客户端就不须要在获得服务前等候子进程的产生。

Event MPM：以上两种稳定的MPM方式在很是繁忙的服务器应用下都有些不足。尽管HTTP的Keepalive方式能减小TCP链接数量和网络负载，可是 Keepalive须要和服务进程或者线程绑定，这就致使一个繁忙的服务器会耗光全部的线程。 Event MPM是解决这个问题的一种新模型，它把服务进程从链接中分离出来。在服务器处理速度很快，同时具备很是高的点击率时，可用的线程数量就是关键的资源限 制，此时Event MPM方式是最有效的。一个以Worker MPM方式工做的繁忙服务器可以承受每秒好几万次的访问量（例如在大型新闻服务站点的高峰时），而Event MPM能够用来处理更高负载。值得注意的是，Event MPM不能在安全HTTP（HTTPS）访问下工做。

二，配置三种MPM

查看Apache安装的MPM

$ apachectl -l Compiled in modules: core.c
  prefork.c
  http_core.c
  mod_so.c

若是你看到perfork.c则表示当前为perfork MPM模式。worker.c则表示为worker MPM模式。event.c则表示为event MPM模式。

Prefork 是UNIX平台上默认的MPM，它所采用的预派生子进程方式也是apache 1.3中采用的模式。prefork 自己并无使用到线程，2.0 版本使用它是为了与1.3版保持兼容性；另外一方面，perfork用单独的子进程来处理不一样的请示，之进程之间是彼此独立的，这也使其成为最稳定的MPM之一。

配置Apache的MPM
须要的apache 配置安装的时候须要指定模式：

$ ./configure --prefix=/usr/local/apache2worker --enable-so --with-mpm=worker
$ make
$ make install

配置Event MPM 
同我上面的方法同样，只须要在安装的时候加上如下参数： –enable-nonportable-atomics=yes
须要注意的是Event MPM对于老的CPU多是不支持的。

三，三种MPM参数分析

3.1 perfork MPM分析

 mpm_prefork_module> StartServers             5  #数量的服务器进程开始
    MinSpareServers          5  #最小数量的服务器进程，保存备用
    MaxSpareServers         10  #最大数量的服务器进程,保存备用
    MaxRequestWorkers      250  #最大数量的服务器进程容许开始
    MaxConnectionsPerChild   0  #每一个服务器进程的最大链接数

prefork控制进程在最初创建“StartServers”个子进程后，为了知足MinSpareServers设置的须要建立一个进程，等待一秒钟，继续建立两 个，再等待一秒钟，继续建立四个……如此按指数级增长建立的进程数，最多达到每秒32个，直到知足MinSpareServers设置的值为止。这种模式 能够没必要在请求到来时再产生新的进程，从而减少了系统开销以增长性能。MaxSpareServers设置了最大的空闲进程数，若是空闲进程数大于这个值，Apache会自动kill掉一些多余进程。这个值不要设得过大，但若是设的值比MinSpareServers小，Apache会自动把其调整为 MinSpareServers+1。若是站点负载较大，可考虑同时加大MinSpareServers和MaxSpareServers。

MaxRequestsPerChild设置的是每一个子进程可处理的请求数。每一个子进程在处理了“MaxRequestsPerChild”个请求后将自动销毁。0意味着无限，即子进程永不销毁。虽然缺省设为0可使每一个子进程处理更多的请求，但若是设成非零值也有两点重要的好处：一、可防止意外的内存泄 漏。二、在服务器负载降低的时侯会自动减小子进程数。所以，可根据服务器的负载来调整这个值。

MaxRequestWorkers指令集同时将服务请求的数量上的限制。任何链接尝试在MaxRequestWorkerslimit将一般被排队，最多若干基于上ListenBacklog指令。在apache2.3.13之前的版本MaxRequestWorkers被称为MaxClients。

MaxRequestWorkers是这些指令中最为重要的一个，设定的是 Apache能够同时处理的请求，是对Apache性能影响最大的参数。其缺省值150是远远不够的，若是请求总数已达到这个值（可经过ps -ef|grep http|wc -l来确认），那么后面的请求就要排队，直到某个已处理请求完毕。这就是系统资源还剩下不少而HTTP访问却很慢的主要缘由。虽然理论上这个值越大，能够处理的请求就越多，但Apache默认的限制不能大于256。

3.2 worker MPM分析

 mpm_worker_module> StartServers             3  #初始数量的服务器进程开始
    MinSpareThreads         75  #最小数量的工做线程，保存备用
    MaxSpareThreads        250  #最大数量的工做线程，保存备用
    ThreadsPerChild         25  #固定数量的工做线程在每一个服务器进程
    MaxRequestWorkers      400  #最大数量的工做线程
    MaxConnectionsPerChild   0  #每一个服务器进程的最大链接数

Worker由主控制进程生成“StartServers”个子进程，每一个子进程中包含固定的ThreadsPerChild线程数，各个线程独立地处理请求。一样， 为了避免在请求到来时再生成线程，MinSpareThreads和MaxSpareThreads设置了最少和最多的空闲线程数；

而MaxRequestWorkers设置了同时连入的clients最大总数。若是现有子进程中的线程总数不能知足负载，控制进程将派生新的子进程。

例如：5 StartServers x 25 ThreadsPerChild = 125 MaxRequestWorkers。

MinSpareThreads和MaxSpareThreads的最大缺省值分别是75和250。这两个参数对Apache的性能影响并不大，能够按照实际状况相应调节 。

ThreadsPerChild是worker MPM中与性能相关最密切的指令。ThreadsPerChild的最大缺省值是64，若是负载较大，64也是不够的。这时要显式使用 ThreadLimit指令，它的最大缺省值是20000。

Worker模式下所能同时处理的请求总数是由子进程（StartServers）乘以ThreadsPerChild值决定的，应该大于等于MaxRequestWorkers。若是负载很大，现有的子进程数不能知足时，控制进程会派生新的子进程。默认最大的子进程总数是16，加大时也须要显式声明ServerLimit（最大值是20000）。须要注意的是，若是显式声明了ServerLimit，那么它乘以 ThreadsPerChild的值必须大于等于MaxRequestWorkers，并且MaxRequestWorkers必须是ThreadsPerChild的整数倍，不然 Apache将会自动调节到一个相应值。

3.3 event MPM分析

 mpm_event_module> StartServers             3  #初始数量的服务器进程开始
    MinSpareThreads         75  #最小数量的工做线程，保存备用
    MaxSpareThreads        250  #最大数量的工做线程，保存备用
    ThreadsPerChild         25  #固定数量的工做线程在每一个服务器进程
    MaxRequestWorkers      400  #最大数量的工做线程
    MaxConnectionsPerChild   0  #每一个服务器进程的最大链接数 
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apache工做模式梳理
 
apache目前主要有两种模式：prefork模式和worker模式：
1）prefork模式（默认模式）
prefork是Unix平台上的默认（缺省）MPM，使用多个子进程，每一个子进程只有一个线程。每一个进程在某个肯定的时间只能维持一个链接，效率高，但内存占用量比较大。
这个多路处理模块(MPM)实现了一个非线程型的、预派生的web服务器，它的工做方式相似于Apache 1.3。它适合于没有线程安全库，须要避免线程兼容性问题的系统。它是要求将每一个请求相互独立的状况下最好的MPM，这样若一个请求出现问题就不会影响到其余请求。
2）worker模式
worker使用多个子进程，每一个子进程有多个线程，每一个线程在某个肯定的时间只能维持一个链接，内存占用量比较小，适合高流量的http服务器。缺点是假如一个线程崩溃，整个进程就会连同其任何线程一块儿”死掉”，因此要保证一个程式在运行时必须被系统识别为”每一个线程都是安全的”。此多路处理模块(MPM)使网络服务器支持混合的多线程多进程。因为使用线程来处理请求，因此能够处理海量请求，而系统资源的开销小于基于进程的MPM。可是它也使用了多进程，每一个进程又有多个线程，以得到基于进程的MPM的稳定性。
apache模式的查看和安装
1.常看当前模式
若是apache已经安装，咱们能够用"httpd -l"命令查看当前模式。若找到prefork.c则表示当前工做在prefork模式;同理出现worker.c则工做在worker模式。
若是apache还未安装，咱们在编译安装的时候能够加入 --with-pem=(prefork|worker) 选项决定启用什么模式。
[root@master-node ~]# httpd -l
Compiled in modules:
core.c
prefork.c                   //说明当前是prefork模式
http_core.c
mod_so.c
2.切换模式
1）将当前的prefork模式启动文件更名
[root@master-node ~]# which httpd
/usr/sbin/httpd
[root@master-node ~]# mv /usr/sbin/httpd /usr/sbin/httpd.prefork
2）将worker模式的启动文件更名
[root@master-node ~]# mv /usr/sbin/httpd.worker /usr/sbin/httpd
[root@master-node ~]# httpd -l
Compiled in modules:
core.c
worker.c                  //说明已经切换成worker模式了
http_core.c
mod_so.c
3）修改Apache配置文件
[root@master-node ~]# vim /usr/local/apache2/conf/extra/httpd-mpm.conf
找到里边的以下一段，可适当修改负载等参数：
<IfModule mpm_worker_module>StartServers 2MaxClients 150MinSpareThreads 25MaxSpareThreads 75ThreadsPerChild 2
4）从新启动服务
[root@master-node ~]# /usr/local/apache2/bin/apachectl restart
处于稳定性和安全性考虑，不建议更换apache2的运行方式，使用系统默认prefork便可。另外不少php模块不能工做在worker模式下，例如redhat linux自带的php也不能支持线程安全。因此最好不要切换工做模式。
prefork和worker模式的比较
prefork模式使用多个子进程，每一个子进程只有一个线程。每一个进程在某个肯定的时间只能维持一个链接。在大多数平台上，Prefork MPM在效率上要比Worker MPM要高，可是内存使用大得多。prefork的无线程设计在某些状况下将比worker更有优点：它可使用那些没有处理好线程安全的第三方模块，而且对于那些线程调试困难的平台而言，它也更容易调试一些。
worker模式使用多个子进程，每一个子进程有多个线程。每一个线程在某个肯定的时间只能维持一个链接。一般来讲，在一个高流量的HTTP服务器上，Worker MPM是个比较好的选择，由于Worker MPM的内存使用比Prefork MPM要低得多。但worker MPM也由不完善的地方，若是一个线程崩溃，整个进程就会连同其全部线程一块儿"死掉"。因为线程共享内存空间，因此一个程序在运行时必须被系统识别为"每一个线程都是安全的"。
总的来讲，prefork方式速度要稍高于worker，然而它须要的cpu和memory资源也稍多于woker。
prefork模式配置详解
[root@master-node ~]# vim /usr/local/apache2/conf/extra/httpd-mpm.conf 找到下面的内容
<IfModule mpm_prefork_module>ServerLimit 256StartServers 5MinSpareServers 5MaxSpareServers 10MaxClients 256MaxR
1）ServerLimit
默认的MaxClient最大是256个线程，若是想设置更大的值，就的加上ServerLimit这个参数。20000是ServerLimit这个参数的最大值。若是须要更大，则必须编译apache，此前都是不须要从新编译Apache。
生效前提：必须放在其余指令的前面
2）StartServers
指定服务器启动时创建的子进程数量，prefork默认为5。
3）MinSpareServers
指定空闲子进程的最小数量，默认为5。若是当前空闲子进程数少于MinSpareServers ，那么Apache将以最大每秒一个的速度产生新的子进程。此参数不要设的太大。
4）MaxSpareServers
设置空闲子进程的最大数量，默认为10。若是当前有超过MaxSpareServers数量的空闲子进程，那么父进程将杀死多余的子进程。此参数不要设的太大。若是你将该指令的值设置为比MinSpareServers小，Apache将会自动将其修改为"MinSpareServers+1"。
5）MaxClients 
限定同一时间客户端最大接入请求的数量(单个进程并发线程数)，默认为256。任何超过MaxClients限制的请求都将进入等候队列，一旦一个连接被释放，队列中的请求将获得服务。要增大这个值，你必须同时增大ServerLimit。
6）MaxRequestsPerChild
每一个子进程在其生存期内容许伺服的最大请求数量，默认为10000.到达MaxRequestsPerChild的限制后，子进程将会结束。若是 MaxRequestsPerChild为"0"，子进程将永远不会结束。将MaxRequestsPerChild设置成非零值有两个好处：
1--能够防止(偶然的)内存泄漏无限进行，从而耗尽内存。
2--给进程一个有限寿命，从而有助于当服务器负载减轻的时候减小活动进程的数量。
worker模式配置详解
[root@master-node ~]# vim /usr/local/apache2/conf/extra/httpd-mpm.conf 找到下面的内容
<IfModule mpm_worker_module>StartServers 2MaxClients 150MinSpareThreads 25MaxSpareThreads 75ThreadsPerChild 25MaxRequestsPerChild 0</IfModule>
1）StartServers
服务器启动时创建的子进程数，默认值是"3"。
2）MaxClients
容许同时伺服的最大接入请求数量(最大线程数量)。任何超过MaxClients限制的请求都将进入等候队列。默认值 是"400"，16(ServerLimit)乘以25(ThreadsPerChild)的结果。所以要增长MaxClients的时候，你必须同时增长ServerLimit的值。
3）MinSpareThreads
最小空闲线程数，默认值是"75"。这个MPM将基于整个服务器监视空闲线程数。若是服务器中总的空闲线程数太少，子进程将产生新的空闲线程。
4）MaxSpareThreads
设置最大空闲线程数。默认值是"250"。这个MPM将基于整个服务器监视空闲线程数。若是服务器中总的空闲线程数太多，子进程将杀死多余的空闲线程。 MaxSpareThreads的取值范围是有限制的。Apache将按照以下限制自动修正你设置的值：worker要求其大于等于 MinSpareThreads加上ThreadsPerChild的和。
5）ThreadsPerChild
每一个子进程创建的常驻的执行线程数。默认值是25。子进程在启动时创建这些线程后就再也不创建新的线程了。
6）MaxRequestWorkers = MaxClients 最大链接数
7）MaxRequestsPerChild 
设置每一个子进程在其生存期内容许伺服的最大请求数量。到达MaxRequestsPerChild的限制后，子进程将会结束。若是MaxRequestsPerChild为"0"，子进程将永远不会结束。将MaxRequestsPerChild设置成非零值有两个好处：
1--能够防止(偶然的)内存泄漏无限进行，从而耗尽内存。
2--给进程一个有限寿命，从而有助于当服务器负载减轻的时候减小活动进程的数量。
注意对于KeepAlive连接，只有第一个请求会被计数。事实上，它改变了每一个子进程限制最大连接数量的行为。
总结
之前apache主流模式为prefork，如今worker模式也开始多了起来，区别来讲，worker模式能够应对高流量，可是安全性不太好;prefork模式安全性比较好，可是性能会差一点，各位能够根据本身服务器的类别选取不一样的模式，更好的使用apache。