摘要：效率低，主要是輪詢效率低，而且還要分別輪詢?nèi)齻€事件描述符的集合。不同點是為事件事件以及事件只創(chuàng)建一個集合，在每個描述符對應(yīng)的結(jié)構(gòu)上分別設(shè)置事件事件以及事件。

最近在進(jìn)行服務(wù)器的優(yōu)化，正好在看nginx相關(guān)的知識，所以把一些知識整理一下。參考資料為《Nginx高性能web服務(wù)器詳解》，建議大家都去讀讀這本書。
我的機(jī)器為四核CPU，16G內(nèi)存。

把如下的參數(shù)追加到Linux系統(tǒng)的/etc/sysctl.conf文件中，然后使用如下命令使修改生效：/sbin/sysctl -p

net.core.netdev_max_backlog = 262144
net.core.somaxconn = 262144
net.ipv4.tcp_max_orphans = 262144
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 262144
net.ipv4.tcp_timestamps = 0
net.ipv4.tcp_synack_retries = 1
net.ipv4.tcp_syn_retries = 1

參數(shù)net.core.netdev_max_backlog,表示當(dāng)每個網(wǎng)絡(luò)接口接受數(shù)據(jù)包的速率比內(nèi)核處理這些包的速率快時，允許發(fā)送隊列的數(shù)據(jù)包的最大數(shù)目，我們調(diào)整為262144.

該參數(shù)用于調(diào)節(jié)系統(tǒng)同時發(fā)起的TCP連接數(shù)，一般默認(rèn)值為128，在客戶端高并發(fā)的請求的情況下，該默認(rèn)值較小，可能導(dǎo)致連接超時或者重傳問題，我們可以根據(jù)實際情況結(jié)合并發(fā)數(shù)來調(diào)節(jié)此值。

該參數(shù)用于設(shè)定系統(tǒng)中最多允許存在多少TCP套接字不被關(guān)聯(lián)到任何一個用戶文件句柄上，如果超過這個數(shù)字，沒有與用戶文件句柄關(guān)聯(lián)到TCP套接字將立即被復(fù)位，同時發(fā)出警告信息，這個限制只是為了簡單防治Dos攻擊，一般系統(tǒng)內(nèi)存充足的情況下，可以增大這個參數(shù)。

該參數(shù)用于記錄尚未收到客戶端確認(rèn)信息的連接請求的最大值，對于擁有128內(nèi)存的系統(tǒng)而言，此參數(shù)的默認(rèn)值為1024，對小內(nèi)存的系統(tǒng)則是128，一般在系統(tǒng)內(nèi)存比較充足的情況下，可以增大這個參數(shù)的賦值。

該參數(shù)用于設(shè)置時間戳，這個可以避免序列號的卷繞，在一個1Gb/s的鏈路上，遇到以前用過的序列號概率很大，當(dāng)此值賦值為0時，警用對于TCP時間戳的支持，默認(rèn)情況下，TCP協(xié)議會讓內(nèi)核接受這種異常的數(shù)據(jù)包，針對Nginx服務(wù)器來說，建議將其關(guān)閉。

該參數(shù)用于設(shè)置內(nèi)核放棄TCP連接之前向客戶端發(fā)送SYN+ACK包的數(shù)量，為了建立對端的連接服務(wù)，服務(wù)器和客戶端需要進(jìn)行三次握手，第二次握手期間，內(nèi)核需要發(fā)送SYN并附帶一個回應(yīng)前一個SYN的ACK，這個參數(shù)主要影響這個過程，一般賦予值為1，即內(nèi)核放棄連接之前發(fā)送一次SYN＋ACK包。

該參數(shù)的作用與上一個參數(shù)類似，設(shè)置內(nèi)核放棄建立連接之前發(fā)送SYN包的數(shù)量，賦值為1。

nginx的配置文件如下：

user www-data;
pid /run/nginx.pid;

worker_processes 4;
worker_cpu_affinity 0001 0010 0100 1000;
worker_rlimit_nofile 65535;


events {
        use epoll;
        worker_connections 65535;
        accept_mutex off;
        multi_accept off;

}

http {

        ##
        # Basic Settings
        ##

        sendfile on;
        tcp_nopush on;
        tcp_nodelay on;
        keepalive_timeout 60 50;
        send_timeout 10s;
        types_hash_max_size 2048;
        client_header_buffer_size 4k;
        client_max_body_size 8m;

        include /etc/nginx/mime.types;
        default_type application/octet-stream;

        ##
        # Logging Settings
        ##

        access_log /var/log/nginx/access.log;
        error_log /var/log/nginx/error.log;

        ##
        # Gzip Settings
        ##

        gzip on;
        gzip_disable "msie6";
        gzip_min_length 1024;
        gzip_vary on;
        gzip_comp_level 2;
        gzip_buffers 32 4k;
        gunzip_static on;
        gzip_types text/plain text/css application/json application/x-javascript text/xml application/xml application/xml+rss text/javascript;


        ##
        # Virtual Host Configs
        ##

        include /etc/nginx/conf.d/*.conf;
        include /etc/nginx/sites-enabled/*;
}

worker_processes用來設(shè)置Nginx服務(wù)的進(jìn)程數(shù)。推薦是CPU內(nèi)核數(shù)或者內(nèi)核數(shù)的倍數(shù)，推薦使用CPU內(nèi)核數(shù)，因為我的CPU為4核的，所以設(shè)置為4。

默認(rèn)情況下，Nginx的多個進(jìn)程有可能跑在某一個CPU或CPU的某一核上，導(dǎo)致Nginx進(jìn)程使用硬件的資源不均，因此綁定Nginx進(jìn)程到不同的CPU上是為了充分利用硬件的多CPU多核資源的目的。
worker_cpu_affinity用來為每個進(jìn)程分配CPU的工作內(nèi)核，參數(shù)有多個二進(jìn)制值表示，每一組代表一個進(jìn)程，每組中的每一位代表該進(jìn)程使用CPU的情況，1代表使用，0代表不使用。所以我們使用worker_cpu_affinity 0001 0010 0100 1000;來讓進(jìn)程分別綁定不同的核上。

設(shè)置一個進(jìn)程理論允許的最大連接數(shù)，理論上越大越好，但不可以超過worker_rlimit_nofile的值。還有個問題，linux系統(tǒng)中有個指令open file resource limit，它設(shè)置了進(jìn)程可以打開的文件句柄數(shù)量，可以用下面的指令查看你的linux系統(tǒng)中open file resource limit指令的值，cat /proc/sys/fs/file-max
可以將該指令設(shè)置為23900251
echo "2390251" > /proc/sys/fs/file-max; sysctl -p

設(shè)置毎個進(jìn)程的最大文件打開數(shù)。如果不設(shè)的話上限就是系統(tǒng)的ulimit –n的數(shù)字，一般為65535。

設(shè)置事件驅(qū)動模型使用epoll。事件驅(qū)動模型有select、poll、poll等。

select先創(chuàng)建事件的描述符集合，對于一個描述符，可以關(guān)注其上面的Read事件、Write事件以及Exception事件，所以要創(chuàng)建三類事件描述符集合，分別用來處理Read事件的描述符、Write事件的描述符、Exception事件的描述符，然后調(diào)用底層的select()函數(shù)，等待事件發(fā)生，輪詢所有事件描述符集合的每一個事件描述符，檢查是否有事件發(fā)生，有的話就處理。select效率低，主要是輪詢效率低，而且還要分別輪詢?nèi)齻€事件描述符的集合。

poll方法與select類似，都是先創(chuàng)建一個關(guān)注事件的描述符集合，再去等待這些事件發(fā)生，然后再輪詢描述符集合，檢查有無事件發(fā)生，如果有，就去處理。不同點是poll為Read事件、Write事件以及Exception事件只創(chuàng)建一個集合，在每個描述符對應(yīng)的結(jié)構(gòu)上分別設(shè)置Read事件、Write事件以及Exception事件。最后輪詢的時候，可以同時檢察權(quán)這三個事件是否發(fā)生。可以說，poll庫是select庫的優(yōu)化實現(xiàn)。

epoll是Nginx支持的高性能事件驅(qū)動庫之一。是公認(rèn)的非常優(yōu)秀的事件驅(qū)動模型。和poll庫跟select庫有很大的不同，最大區(qū)別在于效率。我們知道poll庫跟select庫都是創(chuàng)建一個待處理的事件列表，然后把這個列表發(fā)給內(nèi)核，返回的時候，再去輪詢檢查這個列表，以判斷事件是否發(fā)生。這樣在描述符多的應(yīng)用中，效率就顯得比較低下了。一種比較好的方式是把列表的管理交由內(nèi)核負(fù)責(zé)，一旦某種事件發(fā)生，內(nèi)核就把發(fā)生事件的描述符列表通知給進(jìn)程，這樣就避免了輪詢整個描述符列表。首先，epoll庫通過相關(guān)調(diào)用同志內(nèi)核創(chuàng)建一個有N個描述符的事件列表，然后給這些描述符設(shè)置所關(guān)注的事件，并把它添加到內(nèi)核的事件列表中去。完成設(shè)置以后，epoll庫就開始等待內(nèi)核通知事件發(fā)生了，某一事件發(fā)生后，內(nèi)核講發(fā)生事件的描述符列表上報給epoll庫，得到事件列表的epoll庫，就可以進(jìn)行事件處理了。epoll庫在linux平臺是高效的，它支持一個進(jìn)程打開大數(shù)目的事件描述符，上限是系統(tǒng)可以打開文件的最大數(shù)目；同時，epoll庫的IO效率不隨描述符數(shù)量的增加而線性下降，因為它只會對內(nèi)核上報的活躍的描述符進(jìn)行操作。

這個牽扯到《UNIX網(wǎng)絡(luò)編程》第一卷中提到的“驚群”問題（Thundering herd problem），大致意思是當(dāng)某一時刻只有一個網(wǎng)絡(luò)連接到來時，多個睡眠進(jìn)程會被同時叫醒，但只有一個進(jìn)程可獲得連接，如果每次喚醒的進(jìn)程數(shù)目太多，會影響一部分系統(tǒng)性能。在Nginx服務(wù)器的多進(jìn)程下，就可能出現(xiàn)這個問題，為了解決這個問題，Nginx配置了包含這樣一條指令accept_mutex，當(dāng)其設(shè)置為開啟的時候，將會對多個Nginx進(jìn)程接受連接進(jìn)行序列化，防止多個進(jìn)程對連接的爭搶。當(dāng)服務(wù)器連接數(shù)不多時，開啟這個參數(shù)會讓負(fù)載有一定程度的降低。但是當(dāng)服務(wù)器的吞吐量很大時，為了效率，請關(guān)閉這個參數(shù)；并且關(guān)閉這個參數(shù)的時候也可以讓請求在多個worker間的分配更均衡。所以我們設(shè)置accept_mutex off;

使用開啟或關(guān)閉是否使用sendfile()傳輸文件，普通應(yīng)用應(yīng)該設(shè)為on，下載等IO重負(fù)荷的應(yīng)用應(yīng)該設(shè)為off，因為大文件不適合放到buffer中。
傳統(tǒng)文件傳輸中（read／write方式）在實現(xiàn)上3其實是比較復(fù)雜的，需要經(jīng)過多次上下文切換，當(dāng)需要對一個文件傳輸時，傳統(tǒng)方式是：

調(diào)用read函數(shù)，文件數(shù)據(jù)被copy到內(nèi)核緩沖區(qū)

read函數(shù)返回，數(shù)據(jù)從內(nèi)核緩沖區(qū)copy到用戶緩沖區(qū)

write函數(shù)調(diào)用，將文件數(shù)據(jù)從用戶緩沖區(qū)copy到內(nèi)核與socket相關(guān)的緩沖區(qū)

數(shù)據(jù)從socket緩沖區(qū)copy到相關(guān)協(xié)議引擎

從上面可以看出來，傳統(tǒng)readwrite進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)文件傳輸?shù)姆绞?，在過程中經(jīng)歷了四次copy操作。
硬盤－>內(nèi)核buffer->用戶buffer->socket相關(guān)緩沖區(qū)->協(xié)議引擎
而sendfile系統(tǒng)調(diào)用則提供了一種減少多次copy，提高文件傳輸性能的方法。流程如下：

sendfile系統(tǒng)效用，文件數(shù)據(jù)被copy至內(nèi)核緩沖區(qū)

記錄數(shù)據(jù)文職和長度相關(guān)的數(shù)據(jù)保存到socket相關(guān)緩存區(qū)

實際數(shù)據(jù)由DMA模塊直接發(fā)送到協(xié)議引擎

sendfile為on時這里也應(yīng)該設(shè)為on，數(shù)據(jù)包會累積一下再一起傳輸，可以提高一些傳輸效率。

小的數(shù)據(jù)包不等待直接傳輸。默認(rèn)為on。
看上去是和tcp_nopush相反的功能，但是兩邊都為on時nginx也可以平衡這兩個功能的使用。

HTTP連接的持續(xù)時間。設(shè)的太長會使無用的線程變的太多。這個根據(jù)自己服務(wù)器訪問數(shù)量、處理速度以及網(wǎng)絡(luò)狀況方面考慮。

設(shè)置Nginx服務(wù)器響應(yīng)客戶端的超時時間，這個超時時間只針對兩個客戶端和服務(wù)器建立連接后，某次活動之間的時間，如果這個時間后，客戶端沒有任何活動，Nginx服務(wù)器將關(guān)閉連接，將其設(shè)置為10s，Nginx與客戶端建立連接后，某次會話中服務(wù)器等待客戶端響應(yīng)超過10s，就會自動關(guān)閉。

types_hash_max_size影響散列表的沖突率。types_hash_max_size越大，就會消耗更多的內(nèi)存，但散列key的沖突率會降低，檢索速度就更快。types_hash_max_size越小，消耗的內(nèi)存就越小，但散列key的沖突率可能上升。

該指令用于設(shè)置Nginx服務(wù)器允許的客戶端請求頭部的緩沖區(qū)大小，默認(rèn)為1KB，此指令的賦值可以根據(jù)系統(tǒng)分頁大小來設(shè)置，分頁大小可以用以下命令獲取getconf PAGESIZE。

客戶端上傳的body的最大值。超過最大值就會發(fā)生413(Request Entity Too Large)錯誤。默認(rèn)為1m，最好根據(jù)自己的情況改大一點。

啟用gzip，對響應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行在線實時壓縮,減少數(shù)據(jù)傳輸量。

Nginx服務(wù)器在響應(yīng)這些種類的客戶端請求時，不使用Gzip功能緩存應(yīng)用數(shù)據(jù)，gzip_disable "msie6"對IE6瀏覽器的數(shù)據(jù)不進(jìn)行GZIP壓縮。

Gzip壓縮功能對大數(shù)據(jù)的壓縮效果明顯，但是如果壓縮很小的數(shù)據(jù)，可能出現(xiàn)越壓縮數(shù)據(jù)量越大的情況，因此應(yīng)該根據(jù)相應(yīng)頁面的大小，選擇性開啟或者關(guān)閉Gzip功能。建議將值設(shè)置為1KB。

設(shè)置壓縮程度，包括級別1到級別9，級別1表示壓縮程度最低，壓縮效率最高；級別9表示壓縮程度最高，壓縮效率最低，最費(fèi)時間。

用于設(shè)置在使用Gzip功能時是否發(fā)送帶有“Vary：Accept-Encoding”頭域的響應(yīng)頭部，該頭域的主要功能是告訴接收方發(fā)送的數(shù)據(jù)經(jīng)過了壓縮處理，開啟后端效果是在響應(yīng)頭部Accept-Encoding: gzip，對于本身不支持Gzip的壓縮的客戶端瀏覽器是有用的。

該指令用于設(shè)置Gzip壓縮文件使用存儲空間的大小，
語法gzip_buffers number size;number，指定Nginx服務(wù)器需要向系統(tǒng)申請存儲空間的個數(shù)，size，指定每個緩存空間的大小。根據(jù)配置項，Nginx服務(wù)器在對響應(yīng)輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行Gzip壓縮時需向系統(tǒng)申請numbersize大小的空間用于存儲壓縮數(shù)據(jù)。默認(rèn)情況下，numbersize的值為128，其中size的值為系統(tǒng)內(nèi)存頁一頁的大小，用getconf PAGESIZE來獲取

開啟時，如果客戶端瀏覽器不支持Gzip處理，Nginx服務(wù)器將返回解壓后的數(shù)據(jù)，如果客戶端瀏覽器支持Gzip處理，Nginx服務(wù)器忽略該指令設(shè)置。仍然返回壓縮數(shù)據(jù)。

Nginx服務(wù)器可以根據(jù)MIME類型選擇性開啟Gzip壓縮功能。該指令涌來設(shè)置MIME類型。