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資訊專欄INFORMATION COLUMN

利用 NGINX 最大化 Python 性能，第二部分：負(fù)載均衡和監(jiān)控

zhangrxiang / 3458人閱讀

摘要：現(xiàn)有的服務(wù)器和應(yīng)用程序服務(wù)器相結(jié)合并在一個(gè)冒泡中運(yùn)行，無法直接接觸網(wǎng)絡(luò)流量，由反向代理服務(wù)器提出填鴨式請求。賦予高可用性讓你的反向代理服務(wù)器鏡像到在線備份，同時(shí)擁有備用的應(yīng)用程序服務(wù)器，讓你的站點(diǎn)高度可用。

【編者按】本文主要介紹 NGINX 的主要功能以及如何通過 Nginx 優(yōu)化 Python 應(yīng)用性能。本文系國內(nèi) ITOM 管理平臺 OneAPM 編譯呈現(xiàn)。

本文上一篇系: 利用 NGINX 最大化 Python 性能，第一部分：Web 服務(wù)和緩存。

Python 以其高性能腳本語言而著稱，而 NGINX 則能夠通過增加代碼的實(shí)際執(zhí)行速度來提供助力。對于單一服務(wù)器來說，如果網(wǎng)頁的一半由靜態(tài)文件組成（很多網(wǎng)頁都有一半由靜態(tài)文件組成），增加靜態(tài)文件緩存可使這類網(wǎng)頁性能翻倍，緩存動(dòng)態(tài)應(yīng)用程序內(nèi)容能夠進(jìn)一步提升應(yīng)用程序性能。

但這種方法并不是對所有應(yīng)用都受用，或者說提升的性能不足夠。這時(shí)就要考慮橫向擴(kuò)展了---遷移到多服務(wù)器應(yīng)用。多服務(wù)器應(yīng)用不僅功能強(qiáng)大、使用靈活、幾乎能夠無限擴(kuò)展，而且成本較低。讓我們繼續(xù)前面的優(yōu)化 Python 性能。

技巧 6---將 NGINX 作為反向代理服務(wù)器

從單服務(wù)器環(huán)境來講，部署反向代理服務(wù)器似乎是個(gè)很大的進(jìn)步，因?yàn)檫@一部署非常簡單，實(shí)現(xiàn)的功能卻相當(dāng)強(qiáng)大。添加反向代理服務(wù)器后，不僅性能立即得到大幅提升，還有機(jī)會(huì)實(shí)現(xiàn)：

增強(qiáng)性能 --- 在現(xiàn)有的 Python 應(yīng)用程序前放置一個(gè) NGINX 服務(wù)器。無需更改 Web 服務(wù)器軟件或配置。現(xiàn)有的 Web 服務(wù)器和應(yīng)用程序服務(wù)器相結(jié)合并在一個(gè)冒泡中運(yùn)行，無法直接接觸網(wǎng)絡(luò)流量，由反向代理服務(wù)器提出填鴨式請求。

優(yōu)化性能 --- 按照我們上一篇介紹 Python 的文章，針對應(yīng)用程序生成的文件實(shí)施靜態(tài)文件緩存和微應(yīng)用緩存。但現(xiàn)在，我們要在新的反向代理服務(wù)器而不是應(yīng)用程序服務(wù)器上實(shí)施。運(yùn)行應(yīng)用程序的服務(wù)器明顯減輕了工作負(fù)載，這樣就擴(kuò)充了應(yīng)用程序的容量，讓所有用戶都能感受到更高性能。

橫向擴(kuò)展 — 增加更多應(yīng)用程序服務(wù)器并對其實(shí)施負(fù)載均衡，利用持續(xù)會(huì)話實(shí)現(xiàn)每位用戶的連貫體驗(yàn)。

賦予高可用性 — 讓你的反向代理服務(wù)器鏡像到在線備份，同時(shí)擁有備用的應(yīng)用程序服務(wù)器，讓你的站點(diǎn)高度可用。

監(jiān)控與管理 — NGINX Plus 提供了高級監(jiān)測與管理功能，同時(shí)配備主動(dòng)體檢 —— 如果設(shè)定了主動(dòng)體檢，反向代理服務(wù)器會(huì)主動(dòng)向各個(gè)服務(wù)器發(fā)出帶外請求，核實(shí)各個(gè)服務(wù)器的可用性。

技巧 7---重寫 URL

Web 服務(wù)器配置通常包括 URL 重寫規(guī)則。你可以制作美觀的 URL 方便用戶理解，也可以讓 URL 在資源遷移后仍然不變。

NGINX 配置（包括重寫 URL）使用的指令數(shù)量較少，也被眾多人士認(rèn)為是簡單明了。但如果不熟悉，使用前還是要經(jīng)歷一個(gè)學(xué)習(xí)過程?？梢园?Creating NGINX Rewrite Rules 這篇文章當(dāng)做介紹。

下面給出一個(gè)使用重寫指令的 NGINX 重寫規(guī)則樣板。此規(guī)則查找了以 /download開頭的 URL，之后還在路徑中包含 /media/ 或 /audio/ 目錄。此規(guī)則用 /mp3/ 替換這些元素，并增加合適的文件擴(kuò)展名 .mp3 或 .ra。變量 (1 和 )2 獲取保持不變的路徑元素。例如，/download/cdn-west/media/file1 變成 /download/cdn-west/mp3/file1.mp3。

server {
    ...
    rewrite ^(/download/.*)/media/(.*)..*$ $1/mp3/$2.mp3 last;
    rewrite ^(/download/.*)/audio/(.*)..*$ $1/mp3/$2.ra  last;
    return  403;
    ...
}

要在 NGINX 中實(shí)現(xiàn)類似 Apache 的效果，你可以在第一個(gè)服務(wù)器塊中匹配短 URL 的請求，然后把它們重定向到匹配長 URL 的第二個(gè)服務(wù)器塊。

# USE THIS CONVERSION
server {
    listen      80;
    server_name example.org;
    return      301 http://www.example.org$request_uri;
}

server {
    listen      80;
    server_name www.example.org;
    ...
}
技巧 8---實(shí)施負(fù)載均衡

擴(kuò)充網(wǎng)站容量、提高網(wǎng)站可用性的終極辦法就是運(yùn)行多臺應(yīng)用程序服務(wù)器并實(shí)施負(fù)載均衡。

配備 NGINX 的負(fù)載均衡 PHP 服務(wù)器，要實(shí)現(xiàn) NGINX 負(fù)載均衡，首先用你需要均衡的各個(gè)服務(wù)器來創(chuàng)建一個(gè)服務(wù)器群組。然后編寫配置代碼，代碼包括服務(wù)器權(quán)重---如果服務(wù)器的處理能力較強(qiáng)，請給它分配較大的權(quán)重，給它送去更多流量。

upstream stream_backend {
    server backend1.example.com:12345 weight=5;
    server backend2.example.com:12345;
    server backend3.example.com:12346;
}
技巧 9---啟用會(huì)話持續(xù)性和會(huì)話耗盡

網(wǎng)絡(luò)默認(rèn)用于無狀態(tài)交互；如果需要特定狀態(tài)的信息，可以通過若干方法來實(shí)施。如果狀態(tài)位于應(yīng)用程序服務(wù)器上，就得讓這臺服務(wù)器在會(huì)話期間處理指定用戶的所有請求，這就叫做會(huì)話持續(xù)。

要管理多個(gè)負(fù)載均衡的服務(wù)器，會(huì)話耗盡是一項(xiàng)有效工具。利用 NGINX Plus在一臺服務(wù)器上的上游群組中設(shè)置耗盡參數(shù)，NGINX Plus 會(huì)讓這臺服務(wù)器放松下來，不會(huì)給它發(fā)送新的請求，而是讓現(xiàn)有連接繼續(xù)下去，直到會(huì)話結(jié)束。

技巧 10---啟用監(jiān)控和管理功能

如果服務(wù)器配置較為復(fù)雜，在保持高性能和避免宕機(jī)時(shí)，監(jiān)測和管理就變得尤其重要。監(jiān)控 NGINX 狀態(tài)頁，在服務(wù)器可能遇到麻煩時(shí)通知用戶，讓用戶監(jiān)測自己的系統(tǒng)，根據(jù)信息在問題發(fā)生前采取行動(dòng)。

NGINX 提供了一個(gè)內(nèi)置控制面板來監(jiān)測 NGINX 服務(wù)器的健康狀況。你可以收集 NGIGX 面板數(shù)據(jù)確定每臺特定服務(wù)器是否有問題。

結(jié)論

Python 創(chuàng)建的網(wǎng)站要能夠同時(shí)吸引眾多用戶，那就需要強(qiáng)大的性能支持，如果你采用的是 Nginx 做 Web 服務(wù)器，可以從上面10個(gè)方面來優(yōu)化性能。

本文轉(zhuǎn)自 OneAPM 官方博客
原文地址：Maximizing Python Performance with NGINX, Part II: Load Balancing and Monitoring

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