Linux运维Nginx软件优化之Nginx性能优化

1. 优化nginx worker进行个数

nginx服务主要有两个重要进程：

01) master进程：可以控制nginx服务的启动 停止 或重启

02) worker进程：处理用户请求信息，帮助用户向后端服务进行请求(php mysql)

添加worker进程方法

 vim nginx.conf
 worker_processes 1; # 修改nginx配置文件中worker_processes指令后面的数值

建议：worker进程数量=等于CPU的核数 worker进程数量=等于CPU的核数*2

如何在一个系统中获悉CPU核心是多少?

①. 利用top命令--按数字1，获取到CPU核数信息

②. grep processor /proc/cpuinfo|wc -l

③. lscpu

查看cpu核心数命令示例

示例一

[root@web01 ~]# top # 按数字1
top - 03:22:48 up 9 days, 26 min, 4 users, load average: 1.06, 0.99, 0.92
Tasks: 107 total, 1 running, 106 sleeping, 0 stopped, 0 zombie
Cpu0 : 0.2%us, 0.6%sy, 0.0%ni, 99.0%id, 0.1%wa, 0.0%hi, 0.0%si, 0.0%st
Cpu1 : 0.1%us, 0.1%sy, 0.0%ni, 99.1%id, 0.7%wa, 0.0%hi, 0.0%si, 0.0%st
Mem: 485984k total, 452536k used, 33448k free, 24984k buffers
Swap: 786428k total, 5912k used, 780516k free, 242048k cached

示例二

[root@web01 ~]# lscpu |grep CPU 
CPU op-mode(s): 32-bit, 64-bit
CPU(s): 

示例三

[root@web01 ~]# grep processor /proc/cpuinfo 
processor : 0
processor : 1

2. 绑定不同的nginx进程到不同的CPU上

4个worker进程分配CPU资源方法：

worker_processes 4；
worker_cpu_affinity 0001 0010 0100 1000；

8个worker进程分配CPU资源方法：

worker_processes 8；
worker_cpu_affinity 0001 0010 0100 1000 0001 0010 0100 1000； # 分配8进程方法
worker_cpu_affinity 00000001 00000010 00000100 00001000 00010000 00100000 01000000 10000000；

4个worker进程分配CPU资源方法：

worker_processes 4；
worker_cpu_affinity 0101 1010； # 将进程分配到两颗CPU上

3. 优化nginx事件处理模型

官方配置参数说明：

http://nginx.org/en/docs/ngx_core_module.html#use

Syntax: use method;
Default: —
Context: events

关于事件处理模型可以参考：

https://oldboy.cnblogs.com/p/7750615.html#auto_id_10

举例配置：

user www www;
worker_processes 1;
events {
 worker_connections 1024;
 use epoll; --- 指定使用的模型为epoll
}

4. 调整nginx单个进程允许的客户端最大连接数

查看nginx当前的打开文件数

[root@oldboy ~]# lsof -i:80
COMMAND PID USER FD TYPE DEVICE SIZE/OFF NODE NAME
nginx 10422 root 6u IPv4 11868856 0t0 TCP *:http (LISTEN)
nginx 10424 www 6u IPv4 11868856 0t0 TCP *:http (LISTEN)
nginx 10425 www 6u IPv4 11868856 0t0 TCP *:http

修改最大连接数方法

vim nginx.conf
 events #<==events指令是设定Nginx的工作模式及连接数上限
 {
 worker_connections 1024；
 }

说明：此数值设置不要超过系统最大打开文件数量。

5. 配置Nginx worker进程最大打开文件数

举例配置：

[root@web02 conf]# cat nginx.conf
user www www;
worker_processes 1;
worker_rlimit_nofile 2048; # 设置worker进程打开文件数

6. 优化nginx高效文件传输模式

sendfile参数的官方说明如下：

syntax：sendfile on | off; #<==参数语法
default：sendfile off; #<==参数默认大小
context：http，server，location，if in location #<==可以放置的标签段

说明：在系统内核中，利用零拷贝方式实现数据传输

实现高效数据传输的两种方式

第一种方式：tcp_nopush

syntax： tcp_nopush on | off; #<==参数语法
default： tcp_nopush off; #<==参数默认大小
context： http，server，location #<==可以放置的标签段

说明：将数据包积攒到一定量时再进行传输

参数作用：

激活或禁用Linux上的TCP_NODELAY选项。这个参数启用只在连接传输进入到 keep-alive状态。TCP_NODELAY和TCP_CORK基本上控制了包的"Nagle化"，Nagle化在这里 的含义是采用Nagle算法把较小的包组装为更大的帧。John Nagle是Nagle算法的发明人，后者就是用他的名字来命名的。

此算法解决的问题就是所谓的silly window syndrome,中文称"愚蠢窗口症候群"，具体含义是，因为普遍终端应用程序每产生一次击键操作就会发送一个包，很轻易地就能令网络发生拥塞，Nagle化后来成了一种标准并且立即在因特网上得以实现。它现在已经成为缺省配置了，但在我们看来，有些场合下希望发送小块数据，把这一选项关掉也是合乎需要的。

第二种方式：tcp_nodelay

Syntax: tcp_nodelay on | off;
Default: tcp_nodelay on;
Context: http, server, location

说明：只要有数据包产生，不管大小多少，就尽快传输

参数作用：

激活或禁用Linux上的TCP_CORK socket选项，tcp_cork是linux下tcp/ip传输的一个标准了，这个标准的大概的意思是，一般情况下，在tcp交互的过程中，当应用程序接收到数据包后马上传送出去，不等待，而tcp_cork选项是数据包不会马上传送出去，等到数据包最大时，一次性的传输出去，这样有助于解决网络堵塞，已经是默认了。

此选项仅仅当开启sendfile时才生效， 激活这个.tcp_nopush参数可以允许把http response header和响应数据文件的开始部分放在一个文件里发布，其积极的作用是减少网络报文段的数量。

强调：两个指令是相悖的，请选择其一开启，不要同时开启;

默认采用tcp_nodelay方式进行传输。

7. 设置nginx服务超时参数

Nginx连接超时的参数设置

1) 设置参数：

keepalive_timeout 60; # 长连接才有意义

keepalive_timeout参数的官方说明如下：

syntax：keepalive_timeout timeout [header_timeout];#<==参数语法
default：keepalive_timeout 75s;#<==参数默认大小
context：http，server，location #<==可以放置的标签段

说明：客户端和服务端都没有数据传输时，进行超时时间倒计时，一旦超时时间读取完毕还没有数据传输，就断开连接

2) 设置参数：client_header_timeout 55;

syntax：client_header_timeout time; #<==参数语法
default：client_header_timeout 60s; #<==参数默认大小
context：http，server #<==可以放置的标签段

说明：表示定义客户端请求报文发送的间隔超时时间，客户端发送的请求报文中请求头信息的间隔时间

3)设置参数：client_body_timeout 55;

syntax：client_body_timeout time; #<==参数语法
default：client_body_timeout 60s; #<==默认值是60秒
context：http，server，location #<==可以放置的标签段

说明：表示定义服务端响应报文发送的间隔超时时间，客户端发送的请求报文中请求主体信息的间隔时间

4)设置参数：send_timeout 60s

syntax：send_timeout time; #<==参数语法
default：send_timeout 60s; #<==默认值是60秒
context：http，server，location #<==可以放置的标签段

说明：表示定义客户端读取服务端响应报文的间隔超时时间，服务端发送的响应报文间隔时间

8. 配置Nginx gzip压缩实现性能优化

1) Nginx gzip压缩功能介绍

Nginx gzip压缩模块提供了压缩文件内容的功能，用户请求的内容在发送到用户客户端之前， Nginx服务器会根据一些具体的策略实施压缩，以节约网站出口带宽，同时加快数据传输效率，来提升用户访问体验。

2) Nginx gzip压缩的优点

提升网站用户体验：

发送给用户的内容小了，用户访问单位大小的页面就加快了，用户体验提升了，网站口碑就好了。

节约网站带宽成本：

数据是压缩传输的，因此节省了网站的带宽流量成本，不过压缩时会稍 微消耗一些CPU资源，这个一般可以忽略。

此功能既能提升用户体验，又能使公司少花钱，一举多得。对于几乎所有的Web服务来说，这是一个非常重要的功能，Apache服务也有此功能。

gzip on;
gzip_min_length 1k;
gzip_buffers 4 16k;
gzip_http_version 1.1;
gzip_comp_level 4;
gzip_types text/css text/xml application/javascript;
gzip_vary on;

说明：将服务端响应的数据信息进行压缩，可以有效节省带宽，提高用户访问效率

需要和不需要压缩的对象：

1) 纯文本内容压缩比很高，因此，纯文本的内容最好进行压缩，例如：html、js、css、xml、shtml等格式的文件。

2) 被压缩的纯文本文件必须要大于1KB，由于压缩算法的特殊原因，极小的文件压缩后可能反而变大。

3) 图片、视频(流媒体)等文件尽量不要压缩，因为这些文件大多都是经过压缩的。

4) 如果再压缩很可能不会减小或减小很少，或者有可能增大，同时压缩时还会消耗大量的CPU、内存资源。

压缩配置参数说明

gzip on ;
#<==开启gzip压缩功能。 
 
gzip_min_length lk;
#<==设置允许压缩的页面最小宇节数，页面宇节数从header头的Content-Length中获取。默认值是0,表示不管页面多大都进行压缩。建议设置成大于1K,如果小于1K可能会越压越大。 
 
gzip_buffers 4 16k;
#<==压缩缓冲区大小。表示申请4个单位为16K的内存作为压缩结果流缓存，默认值是申请与原始数据 大小相同的内存空间来存储gzip压缩结果。 
 
gzip_http_version 1.1 ;
#<==压缩版本（默认1.1,前端为squid2.5时使用1.0),用于设置识别HTTP协议版本，默认是1.1, 目前大部分浏览器已经支持GZIP解压，使用默认即可。 
 
gzip_comp_level 2 ;
#<==压缩比率。用来指定gzip压缩比，1压缩比最小，处理速度最快；9压缩比最大，传输速度快，但处理最慢，也比较消耗CPU资源。
 
gzip_types text/plain application/x-javascript text/css application/xml ;
#<==用来指定压缩的类型，"text/html"类型总是会被压缩，这个就是HTTP原理部分讲的媒体类型。 
 
gzip_vary on ;
#<==vary header支持。该选项可以让前端的缓存服务器缓存经过gzip压缩的页面，例如用Squid缓存 经过Nginx压缩的数据。

9. 配置Nginx expires缓存实现性能优化

简单地说，Nginx expires的功能就是为用户访问的网站内容设定一个过期时间，当用户第一次访问这些内容时，会把这些内容存储在用户浏览器本地，这样用户第二次及以后继续访问该网站时，浏览器会检查加载已经缓存在用户浏览器本地的内容，就不会去服务器下载了，直到缓存的内容过期或被清除为止。

Nginx expires功能优点：

1) expires可以降低网站的带宽，节约成本。

2) 加快用户访问网站的速度，提升用户访问体验。

3) 服务器访问量降低了，服务器压力就减轻了，服务器成本也会降低，甚至可以节约人力成本。

4) 对于几乎所有的Web服务来说，这是非常重要的功能之一，Apache服务也有此功能。

实践配置

[root@web02 extra]# cat blog.conf 
server {
 listen 80;
 server_name blog.etiantian.org;
 server_tokens off;
 # 静态请求处理的location
 location / {
 root html/blog;
 index index.php index.html index.htm;
 }
 # 动态请求处理的location
 location ~* .*\.(php|php5)?$ {
 root html/blog;
 fastcgi_pass 127.0.0.1:9000;
 fastcgi_index index.php;
 include fastcgi.conf;
 }
 location ~ .*\.(gif|jpg|jpeg|png|bmp|swf)$
 {
 expires 10y;
 root html/blog;
 }
 location ~ .*\.(js|css)$
 {
 expires 30d;
 root html/blog;
 } 
 }
 
 location / {
 expires 3650d;
 }

企业网站有可能不希望被缓存的内容：

1) 广告图片，用于广告服务，都缓存了就不好控制展示了。

2) 网站流量统计工具(JS代码)，都缓存了流量统计就不准了。

3) 更新很频繁的文件(google的logo)，这个如果按天，缓存效果还是显著的。

10. 配置FastCGI优化

FastCGI常见参数的Nginx配置示例如下：

[root@nginx conf]# cat nginx.conf
worker_processes 4;
worker_cpu_affinity 0001 0010 0100 1000;
worker_rlimit_nofile 65535;
user nginx;
events {
 use epoll;
 worker_connections 10240;
}
http {
 include mime.types;
 default_type application/octet-stream;
 sendfile on;
 tcp_nopush on;
 keepalive_timeout 65;
 tcp_nodelay on;
 client_header_timeout 15;
 client_body_timeout 15;
 send_timeout 15;
 log_format main '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
 '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
 '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';
 server_tokens off;
 fastcgi_connect_timeout 240;
 fastcgi_send_timeout 240;
 fastcgi_read_timeout 240;
 fastcgi_buffer_size 64k;
 fastcgi_buffers 4 64k;
 fastcgi_busy_buffers_size 128k;
 fastcgi_temp_file_write_size 128k;
 #fastcgi_temp_path /data/ngx_fcgi_tmp;
 fastcgi_cache_path /data/ngx_fcgi_cache levels=2:2 keys_zone=ngx_fcgi_cache:512m inactive=1d max_size=40g;
 #web...............
 server {
 listen 80;
 server_name blog.oldboyedu.com;
 root html/blog;
 location / {
 root html/blog;
 index index.php index.html index.htm;
 }
 location ~ .*\.（php|php5）${ 
 fastcgi_pass 127.0.0.1:9000;
 fastcgi_index index.php;
 include fastcgi.conf;
 fastcgi_cache ngx_fcgi_cache;
 fastcgi_cache_valid 200 302 1h;
 fastcgi_cache_valid 301 1d;
 fastcgi_cache_valid any 1m;
 fastcgi_cache_min_uses 1;
 fastcgi_cache_use_stale error timeout invalid_header http_500;
 fastcgi_cache_key http://$host$request_uri;
 }
 access_log logs/web_blog_access.log main;
 }
 upstream blog_etiantian{
 server 10.0.0.8:8000 weight=1;
}
 server {
 listen 8000;
 server_name blog.oldboyedu.com;
 location / {
 proxy_pass http://blog_etiantian;
 proxy_set_header Host $host;
 proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr;
 }
 access_log logs/proxy_blog_access.log main;
 }
}

FastCGI常见参数列表说明：