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Nginx 性能優化有這篇就足夠了!

發布時間:2020-05-28 15:14:12 來源:網絡 閱讀:3415 作者:NopSmile 欄目:系統運維

1、Nginx運行工作進程數量

Nginx運行工作進程個數一般設置CPU的核心或者核心數x2。如果不了解cpu的核數,可以top命令之后按1看出來,也可以查看/proc/cpuinfo文件 grep ^processor /proc/cpuinfo | wc -l

[root@lx~]# vi/usr/local/nginx1.10/conf/nginx.conf
worker_processes 4;
[root@lx~]# /usr/local/nginx1.10/sbin/nginx-s reload
[root@lx~]# ps -aux | grep nginx |grep -v grep
root 9834 0.0 0.0 47556 1948 ?     Ss 22:36 0:00 nginx: master processnginx
www 10135 0.0 0.0 50088 2004 ?       S   22:58 0:00 nginx: worker process
www 10136 0.0 0.0 50088 2004 ?       S   22:58 0:00 nginx: worker process
www 10137 0.0 0.0 50088 2004 ?       S   22:58 0:00 nginx: worker process
www 10138 0.0 0.0 50088 2004 ?       S   22:58 0:00 nginx: worker process

2、Nginx運行CPU親和力

比如4核配置:

worker_processes 4;
worker_cpu_affinity 0001 0010 0100 1000

比如8核配置:

worker_processes 8;
worker_cpu_affinity 00000001 00000010 00000100 0000100000010000 00100000 01000000 10000000;

worker_processes最多開啟8個,8個以上性能提升不會再提升了,而且穩定性變得更低,所以8個進程夠用了。


3、Nginx最大打開文件數

worker_rlimit_nofile 65535;

這個指令是指當一個nginx進程打開的最多文件描述符數目,理論值應該是最多打開文件數(ulimit -n)與nginx進程數相除,但是nginx分配請求并不是那么均勻,所以最好與ulimit -n的值保持一致。

注:文件資源限制的配置可以在/etc/security/limits.conf設置,針對root/user等各個用戶或者*代表所有用戶來設置。

*   soft nofile   65535
*   hard nofile   65535

用戶重新登錄生效(ulimit -n)


4、Nginx事件處理模型

events {
  use epoll;
  worker_connections 65535;
  multi_accept on;
}

nginx采用epoll事件模型,處理效率高。
work_connections是單個worker進程允許客戶端最大連接數,這個數值一般根據服務器性能和內存來制定,實際最大值就是worker進程數乘以work_connections。

實際我們填入一個65535,足夠了,這些都算并發值,一個網站的并發達到這么大的數量,也算一個大站了!

multi_accept 告訴nginx收到一個新連接通知后接受盡可能多的連接,默認是on,設置為on后,多個worker按串行方式來處理連接,也就是一個連接只有一個worker被喚醒,其他的處于休眠狀態,設置為off后,多個worker按并行方式來處理連接,也就是一個連接會喚醒所有的worker,直到連接分配完畢,沒有取得連接的繼續休眠。當你的服務器連接數不多時,開啟這個參數會讓負載有一定的降低,但是當服務器的吞吐量很大時,為了效率,可以關閉這個參數。


5、開啟高效傳輸模式

http {
  include mime.types;
  default_type application/octet-stream;
  ……

  sendfile on;
  tcp_nopush on;
  ……
}
  • Include mime.types :媒體類型,include 只是一個在當前文件中包含另一個文件內容的指令。

  • default_type application/octet-stream :默認媒體類型足夠。

  • sendfile on:開啟高效文件傳輸模式,sendfile指令指定nginx是否調用sendfile函數來輸出文件,對于普通應用設為 on,如果用來進行下載等應用磁盤IO重負載應用,可設置為off,以平衡磁盤與網絡I/O處理速度,降低系統的負載。注意:如果圖片顯示不正常把這個改成off。

  • tcp_nopush on:必須在sendfile開啟模式才有效,防止網路阻塞,積極的減少網絡報文段的數量(將響應頭和正文的開始部分一起發送,而不一個接一個的發送。)

6、連接超時時間

主要目的是保護服務器資源,CPU,內存,控制連接數,因為建立連接也是需要消耗資源的。

keepalive_timeout 60;
tcp_nodelay on;
client_header_buffer_size 4k;
open_file_cache max=102400 inactive=20s;
open_file_cache_valid 30s;
open_file_cache_min_uses 1;
client_header_timeout 15;
client_body_timeout 15;
reset_timedout_connection on;
send_timeout 15;
server_tokens off;
client_max_body_size 10m;
  • keepalived_timeout :客戶端連接保持會話超時時間,超過這個時間,服務器斷開這個鏈接。

  • tcp_nodelay:也是防止網絡阻塞,不過要包涵在keepalived參數才有效。
  • client_header_buffer_size 4k:客戶端請求頭部的緩沖區大小,這個可以根據你的系統分頁大小來設置,一般一個請求頭的大小不會超過 1k,不過由于一般系統分頁都要大于1k,所以這里設置為分頁大小。分頁大小可以用命令getconf PAGESIZE取得。

  • open_file_cache max=102400 inactive=20s :這個將為打開文件指定緩存,默認是沒有啟用的,max指定緩存數量,建議和打開文件數一致,inactive 是指經過多長時間文件沒被請求后刪除緩存。

  • open_file_cache_valid 30s:這個是指多長時間檢查一次緩存的有效信息。

  • open_file_cache_min_uses 1 :open_file_cache指令中的inactive 參數時間內文件的最少使用次數,如果超過這個數字,文件描述符一直是在緩存中打開的,如上例,如果有一個文件在inactive 時間內一次沒被使用,它將被移除。

  • client_header_timeout :設置請求頭的超時時間。我們也可以把這個設置低些,如果超過這個時間沒有發送任何數據,nginx將返回request time out的錯誤。

  • client_body_timeout設置請求體的超時時間。我們也可以把這個設置低些,超過這個時間沒有發送任何數據,和上面一樣的錯誤提示。

  • reset_timeout_connection :告訴nginx關閉不響應的客戶端連接。這將會釋放那個客戶端所占有的內存空間。

  • send_timeout :響應客戶端超時時間,這個超時時間僅限于兩個活動之間的時間,如果超過這個時間,客戶端沒有任何活動,nginx關閉連接。

  • server_tokens :并不會讓nginx執行的速度更快,但它可以關閉在錯誤頁面中的nginx版本數字,這樣對于安全性是有好處的。
  • client_max_body_size:上傳文件大小限制.

7、fastcgi 調優

fastcgi_connect_timeout 600;
fastcgi_send_timeout 600;
fastcgi_read_timeout 600;
fastcgi_buffer_size 64k;
fastcgi_buffers 4 64k;
fastcgi_busy_buffers_size 128k;
fastcgi_temp_file_write_size 128k;
fastcgi_temp_path/usr/local/nginx1.10/nginx_tmp;
fastcgi_intercept_errors on;
fastcgi_cache_path/usr/local/nginx1.10/fastcgi_cache levels=1:2 keys_zone=cache_fastcgi:128minactive=1d max_size=10g;
  • fastcgi_connect_timeout 600 :指定連接到后端FastCGI的超時時間。

  • fastcgi_send_timeout 600 :向FastCGI傳送請求的超時時間。

  • fastcgi_read_timeout 600 :指定接收FastCGI應答的超時時間。

  • fastcgi_buffer_size 64k :指定讀取FastCGI應答第一部分需要用多大的緩沖區,默認的緩沖區大小為。fastcgi_buffers指令中的每塊大小,可以將這個值設置更小。

  • fastcgi_buffers 4 64k :指定本地需要用多少和多大的緩沖區來緩沖FastCGI的應答請求,如果一個php腳本所產生的頁面大小為256KB,那么會分配4個64KB的緩沖區來緩存,如果頁面大小大于256KB,那么大于256KB的部分會緩存到fastcgi_temp_path指定的路徑中,但是這并不是好方法,因為內存中的數據處理速度要快于磁盤。一般這個值應該為站點中php腳本所產生的頁面大小的中間值,如果站點大部分腳本所產生的頁面大小為256KB,那么可以把這個值設置為“8 32K”、“4 64k”等。

  • fastcgi_busy_buffers_size 128k :建議設置為fastcgi_buffers的兩倍,繁忙時候的buffer。

  • fastcgi_temp_file_write_size 128k :在寫入fastcgi_temp_path時將用多大的數據塊,默認值是fastcgi_buffers的兩倍,該數值設置小時若負載上來時可能報502BadGateway。

  • fastcgi_temp_path :緩存臨時目錄。

  • fastcgi_intercept_errors on :這個指令指定是否傳遞4xx和5xx錯誤信息到客戶端,或者允許nginx使用error_page處理錯誤信息。注:靜態文件不存在會返回404頁面,但是php頁面則返回空白頁!

  • fastcgi_cache_path /usr/local/nginx1.10/fastcgi_cachelevels=1:2 keys_zone=cache_fastcgi:128minactive=1d max_size=10g :fastcgi_cache緩存目錄,可以設置目錄層級,比如1:2會生成16*256個子目錄,cache_fastcgi是這個緩存空間的名字,cache是用多少內存(這樣熱門的內容nginx直接放內存,提高訪問速度),inactive表示默認失效時間,如果緩存數據在失效時間內沒有被訪問,將被刪除,max_size表示最多用多少硬盤空間。

  • fastcgi_cache cache_fastcgi :#表示開啟FastCGI緩存并為其指定一個名稱。開啟緩存非常有用,可以有效降低CPU的負載,并且防止502的錯誤放生。cache_fastcgi為proxy_cache_path指令創建的緩存區名稱。

  • fastcgi_cache_valid 200 302 1h :#用來指定應答代碼的緩存時間,實例中的值表示將200和302應答緩存一小時,要和fastcgi_cache配合使用。

  • fastcgi_cache_valid 301 1d :將301應答緩存一天。

  • fastcgi_cache_valid any 1m :將其他應答緩存為1分鐘。

  • fastcgi_cache_min_uses 1 :該指令用于設置經過多少次請求的相同URL將被緩存。

  • fastcgi_cache_key http://$host$request_uri :該指令用來設置web緩存的Key值,nginx根據Key值md5哈希存儲.一般根據$host(域名)、$request_uri(請求的路徑)等變量組合成proxy_cache_key 。

  • fastcgi_pass :指定FastCGI服務器監聽端口與地址,可以是本機或者其它。

總結:

nginx的緩存功能有:proxy_cache / fastcgi_cache

  • proxy_cache的作用是緩存后端服務器的內容,可能是任何內容,包括靜態的和動態。

  • fastcgi_cache的作用是緩存fastcgi生成的內容,很多情況是php生成的動態的內容。

  • proxy_cache緩存減少了nginx與后端通信的次數,節省了傳輸時間和后端寬帶。

  • fastcgi_cache緩存減少了nginx與php的通信的次數,更減輕了php和數據庫(mysql)的壓力。

8、gzip 調優

使用gzip壓縮功能,可能為我們節約帶寬,加快傳輸速度,有更好的體驗,也為我們節約成本,所以說這是一個重點。

Nginx啟用壓縮功能需要你來ngx_http_gzip_module模塊,apache使用的是mod_deflate。

一般我們需要壓縮的內容有:文本,js,html,css,對于圖片,視頻,flash什么的不壓縮,同時也要注意,我們使用gzip的功能是需要消耗CPU的!

gzip on;
gzip_min_length 2k;
gzip_buffers   4 32k;
gzip_http_version 1.1;
gzip_comp_level 6;
gzip_typestext/plain text/css text/javascriptapplication/json application/javascript application/x-javascriptapplication/xml;
gzip_vary on;
gzip_proxied any;
gzip on;   #開啟壓縮功能
  • gzip_min_length 1k :設置允許壓縮的頁面最小字節數,頁面字節數從header頭的Content-Length中獲取,默認值是0,不管頁面多大都進行壓縮,建議設置成大于1K,如果小與1K可能會越壓越大。

  • gzip_buffers 4 32k :壓縮緩沖區大小,表示申請4個單位為32K的內存作為壓縮結果流緩存,默認值是申請與原始數據大小相同的內存空間來存儲gzip壓縮結果。

  • gzip_http_version 1.1 :壓縮版本,用于設置識別HTTP協議版本,默認是1.1,目前大部分瀏覽器已經支持GZIP解壓,使用默認即可。

  • gzip_comp_level 6 :壓縮比例,用來指定GZIP壓縮比,1壓縮比最小,處理速度最快,9壓縮比最大,傳輸速度快,但是處理慢,也比較消耗CPU資源。

  • gzip_types text/css text/xml application/javascript :用來指定壓縮的類型,‘text/html’類型總是會被壓縮。默認值: gzip_types text/html (默認不對js/css文件進行壓縮)

    • 壓縮類型,匹配MIME型進行壓縮;

    • 不能用通配符 text/*;

    • text/html默認已經壓縮 (無論是否指定);

    • 設置哪壓縮種文本文件可參考 conf/mime.types。
  • gzip_vary on :varyheader支持,改選項可以讓前端的緩存服務器緩存經過GZIP壓縮的頁面,例如用Squid緩存經過nginx壓縮的數據。

9、expires 緩存調優

緩存,主要針對于圖片,css,js等元素更改機會比較少的情況下使用,特別是圖片,占用帶寬大,我們完全可以設置圖片在瀏覽器本地緩存365d,css,js,html可以緩存個10來天,這樣用戶第一次打開加載慢一點,第二次,就非常快了!緩存的時候,我們需要將需要緩存的拓展名列出來, Expires緩存配置在server字段里面。

location ~* \.(ico|jpe?g|gif|png|bmp|swf|flv)$ {
expires 30d;
#log_not_found off;
access_log off;
}

location ~* \.(js|css)$ {
expires 7d;
log_not_found off;
access_log off;
}

注:log_not_found off;是否在error_log中記錄不存在的錯誤。默認是。

總結:

expire功能優點:

  • expires可以降低網站購買的帶寬,節約成本;

  • 同時提升用戶訪問體驗;

  • 減輕服務的壓力,節約服務器成本,是web服務非常重要的功能。

expire功能缺點:

  • 被緩存的頁面或數據更新了,用戶看到的可能還是舊的內容,反而影響用戶體驗。

解決辦法:第一個縮短緩存時間,例如:1天,但不徹底,除非更新頻率大于1天;第二個對緩存的對象改名。

網站不希望被緩存的內容:

  • 網站流量統計工具;

  • 更新頻繁的文件(google的logo)。

10、防盜鏈

防止別人直接從你網站引用圖片等鏈接,消耗了你的資源和網絡流量,那么我們的解決辦法由幾種:

  1. 水印,品牌宣傳,你的帶寬,服務器足夠;

  2. 防火墻,直接控制,前提是你知道IP來源;

  3. 防盜鏈策略下面的方法是直接給予404的錯誤提示。
location ~*^.+\.(jpg|gif|png|swf|flv|wma|wmv|asf|mp3|mmf|zip|rar)$ {
valid_referers noneblocked www.benet.com benet.com;
if($invalid_referer) {
  #return 302 https://cache.yisu.com/upload/information/20200218/28/1413.jpg;
  return 404;
  break;
}
access_log off;
}

參數可以使如下形式:

  • none :意思是不存在的Referer頭(表示空的,也就是直接訪問,比如直接在瀏覽器打開一個圖片)。
  • blocked :意為根據防火墻偽裝Referer頭,如:“Referer:XXXXXXX”。
  • server_names :為一個或多個服務器的列表,0.5.33版本以后可以在名稱中使用“*”通配符。

11、內核參數優化

  • fs.file-max = 999999:這個參數表示進程(比如一個worker進程)可以同時打開的最大句柄數,這個參數直線限制最大并發連接數,需根據實際情況配置。

  • net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 6000 :這個參數表示操作系統允許TIME_WAIT套接字數量的最大值,如果超過這個數字,TIME_WAIT套接字將立刻被清除并打印警告信息。該參數默認為180000,過多的TIME_WAIT套接字會使Web服務器變慢。注:主動關閉連接的服務端會產生TIME_WAIT狀態的連接

  • net.ipv4.ip_local_port_range = 1024 65000 :允許系統打開的端口范圍。

  • net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1 :啟用timewait快速回收。

  • net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1 :開啟重用。允許將TIME-WAIT sockets重新用于新的TCP連接。這對于服務器來說很有意義,因為服務器上總會有大量TIME-WAIT狀態的連接。

  • net.ipv4.tcp_keepalive_time = 30:這個參數表示當keepalive啟用時,TCP發送keepalive消息的頻度。默認是2小時,若將其設置的小一些,可以更快地清理無效的連接。

  • net.ipv4.tcp_syncookies = 1 :開啟SYN Cookies,當出現SYN等待隊列溢出時,啟用cookies來處理。

  • net.core.somaxconn = 40960 :web 應用中 listen 函數的 backlog 默認會給我們內核參數的。

  • net.core.somaxconn :限制到128,而nginx定義的NGX_LISTEN_BACKLOG 默認為511,所以有必要調整這個值。注:對于一個TCP連接,Server與Client需要通過三次握手來建立網絡連接.當三次握手成功后,我們可以看到端口的狀態由LISTEN轉變為ESTABLISHED,接著這條鏈路上就可以開始傳送數據了.每一個處于監聽(Listen)狀態的端口,都有自己的監聽隊列.監聽隊列的長度與如somaxconn參數和使用該端口的程序中listen()函數有關。somaxconn定義了系統中每一個端口最大的監聽隊列的長度,這是個全局的參數,默認值為128,對于一個經常處理新連接的高負載 web服務環境來說,默認的 128 太小了。大多數環境這個值建議增加到 1024 或者更多。大的偵聽隊列對防止拒絕服務 DoS ***也會有所幫助。

  • net.core.netdev_max_backlog = 262144 :每個網絡接口接收數據包的速率比內核處理這些包的速率快時,允許送到隊列的數據包的最大數目。

  • net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 262144 :這個參數標示TCP三次握手建立階段接受SYN請求隊列的最大長度,默認為1024,將其設置得大一些可以使出現Nginx繁忙來不及accept新連接的情況時,Linux不至于丟失客戶端發起的連接請求。

  • net.ipv4.tcp_rmem = 10240 87380 12582912 :這個參數定義了TCP接受緩存(用于TCP接受滑動窗口)的最小值、默認值、最大值。

  • net.ipv4.tcp_wmem = 10240 87380 12582912:這個參數定義了TCP發送緩存(用于TCP發送滑動窗口)的最小值、默認值、最大值。

  • net.core.rmem_default = 6291456:這個參數表示內核套接字接受緩存區默認的大小。

  • net.core.wmem_default = 6291456:這個參數表示內核套接字發送緩存區默認的大小。

  • net.core.rmem_max = 12582912:這個參數表示內核套接字接受緩存區的最大大小。

  • net.core.wmem_max = 12582912:這個參數表示內核套接字發送緩存區的最大大小。

  • net.ipv4.tcp_syncookies = 1:該參數與性能無關,用于解決TCP的SYN***。

    下面貼一個完整的內核優化設置:

    fs.file-max = 999999
    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 = 10240 87380 12582912
    net.ipv4.tcp_wmem = 10240 87380 12582912
    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 = 40960
    net.ipv4.tcp_max_orphans = 3276800
    net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 262144
    net.ipv4.tcp_timestamps = 0
    net.ipv4.tcp_synack_retries = 1
    net.ipv4.tcp_syn_retries = 1
    net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1
    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

    執行sysctl -p使內核修改生效。


12、關于系統連接數的優化

linux 默認值 open files為1024。查看當前系統值:

# ulimit -n
1024

說明server只允許同時打開1024個文件。

使用ulimit -a 可以查看當前系統的所有限制值,使用ulimit -n 可以查看當前的最大打開文件數。

新裝的linux 默認只有1024 ,當作負載較大的服務器時,很容易遇到error: too many open files。因此,需要將其改大,在/etc/security/limits.conf最后增加:

*       soft    nofile         65535
*       hard    nofile         65535
*       soft    noproc         65535
*       hard    noproc         65535
向AI問一下細節

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