Nginx 性能优化(吐血总结)
一、性能优化考虑点
当我需要进行性能优化时，说明我们服务器无法满足日益增长的业务。性能优化是一个比较大的课题，需要从以下几个方面进行探讨
- 当前系统结构瓶颈
- 了解业务模式
- 性能与安全
1、当前系统结构瓶颈
首先需要了解的是当前系统瓶颈，用的是什么，跑的是什么业务。里面的服务是什么样子，每个服务最大支持多少并发。比如针对Nginx而言，我们处理静态资源效率最高的瓶颈是多大？
可以通过查看当前cpu负荷，内存使用率，进程使用率来做简单判断。还可以通过操作系统的一些工具来判断当前系统性能瓶颈，如分析对应的日志，查看请求数量。
也可以通过nginx http_stub_status_module模块来查看对应的连接数，总握手次数，总请求数。也可以对线上进行压力测试，来了解当前的系统的性能，并发数，做好性能评估。
2、了解业务模式
虽然我们是在做性能优化，但还是要熟悉业务，最终目的都是为业务服务的。我们要了解每一个接口业务类型是什么样的业务，比如电子商务抢购模式，这种情况平时流量会很小，但是到了抢购时间，流量一下子就会猛涨。也要了解系统层级结构，每一层在中间层做的是代理还是动静分离，还是后台进行直接服务。需要我们对业务接入层和系统层次要有一个梳理
3、性能与安全
性能与安全也是一个需要考虑的因素，往往大家注重性能忽略安全或注重安全又忽略性能。比如说我们在设计防火墙时，如果规则过于全面肯定会对性能方面有影响。如果对性能过于注重在安全方面肯定会留下很大隐患。所以大家要评估好两者的关系，把握好两者的孰重孰轻，以及整体的相关性。权衡好对应的点。
二、系统与Nginx性能优化
大家对相关的系统瓶颈及现状有了一定的了解之后，就可以根据影响性能方面做一个全体的评估和优化。
- 网络（网络流量、是否有丢包，网络的稳定性都会影响用户请求）
- 系统（系统负载、饱和、内存使用率、系统的稳定性、硬件磁盘是否有损坏）
- 服务（连接优化、内核性能优化、http服务请求优化都可以在nginx中根据业务来进行设置）
- 程序（接口性能、处理请求速度、每个程序的执行效率）
- 数据库、底层服务
上面列举出来每一级都会有关联，也会影响整体性能，这里主要关注的是Nginx服务这一层。
1、文件句柄
linux/Unix上，一切皆文件，每一次用户发起请求就会生成一个文件句柄，文件句柄可以理解为就是一个索引，所以文件句柄就会随着请求量的增多，而进程调用的频率增加，文件句柄的产生就越多，系统对文件句柄默认的限制是1024个，对Nginx来说非常小了，需要改大一点
（1）设置方式
- 系统全局性修改
- 用户局部性修改
- 进程局部性修改
（2）系统全局性修改和用户局部性修改
vim /etc/security/limits.conf在End of file前面添加4个参数
- soft：软控制，到达设定值后，操作系统不会采取措施，只是发提醒
- hard：硬控制，到达设定值后，操作系统会采取机制对当前进程进行限制，这个时候请求就会受到影响
- root：这里代表root用户（系统全局性修改）
- *：代表全局，即所有用户都受此限制（用户局部性修改）
- nofile：指限制的是文件数的配置项。后面的数字即设定的值，一般设置10000左右
尤其在企业新装的系统，这个地方应该根据实际情况进行设置，可以设置全局的，也可以设置用户级别的
（3）进程局部性修改
vim /etc/nginx/nginx.conf每个进程的最大文件打开数，所以最好与ulimit -n的值保持一致。
worker_rlimit_nofile 35535; #进程限制2、cpu的亲和配置
cpu的亲和能够使nginx对于不同的work工作进程绑定到不同的cpu上面去。就能够减少在work间不断切换cpu，把进程通常不会在处理器之间频繁迁移，进程迁移的频率小，来减少性能损耗。
（1）具体设置
Nginx运行工作进程个数一般设置CPU的核心或者核心数x2。如果不了解cpu的核数，可以top命令之后按1看出来，也可以查看/proc/cpuinfo文件 grep ^processor /proc/cpuinfo | wc -l。
[root@lx~]# vi/usr/local/nginx1.10/conf/nginx.confworker_processes 4;[root@lx~]# /usr/local/nginx1.10/sbin/nginx-s reload[root@lx~]# ps -aux | grep nginx |grep -v greproot 9834 0.0 0.0 47556 1948 ? Ss 22:36 0:00 nginx: master processnginxwww 10135 0.0 0.0 50088 2004 ? S 22:58 0:00 nginx: worker processwww 10136 0.0 0.0 50088 2004 ? S 22:58 0:00 nginx: worker processwww 10137 0.0 0.0 50088 2004 ? S 22:58 0:00 nginx: worker processwww 10138 0.0 0.0 50088 2004 ? S 22:58 0:00 nginx: worker process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 00001000 00010000 00100000 01000000 10000000;worker_processes最多开启8个，8个以上性能提升不会再提升了，而且稳定性变得更低，所以8个进程够用了。
为每个进程分配cpu，上例中将8个进程分配到8个cpu，当然可以写多个，或者将一个进程分配到多个cpu。
在nginx 1.9版本之后，就帮我们自动绑定了cpu;
worker_cpu_affinity auto;（2）相关命令
查看cpu核心数
cat /proc/cpuinfo|grep "cpu cores"|uniq显示物理cpu数量：
cat /proc/cpuinfo | grep "physical id"|sort|uniq|wc -l查看cpu使用率
top 回车后按 1查看nginx使用cpu核心和对应的nginx进程号
ps -eo pid,args,psr | grep [n]ginx3、事件处理模型优化
nginx的连接处理机制在于不同的操作系统会采用不同的I/O模型，Linux下，nginx使用epoll的I/O多路复用模型，在freebsd使用kqueue的IO多路复用模型，在solaris使用/dev/pool方式的IO多路复用模型，在windows使用的icop等等。要根据系统类型不同选择不同的事务处理模型，我们使用的是Centos，因此将nginx的事件处理模型调整为epoll模型。
events { worker_connections 10240; // use epoll;}说明：在不指定事件处理模型时，nginx默认会自动的选择最佳的事件处理模型服务。
4、设置work_connections 连接数
worker_connections 10240;5、keepalive timeout会话保持时间
keepalive_timeout 60;6、GZIP压缩性能优化
gzip on; #表示开启压缩功能gzip_min_length 1k; #表示允许压缩的页面最小字节数，页面字节数从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 32k; #压缩缓存区大小gzip_http_version 1.1; #压缩版本gzip_comp_level 6; #压缩比率， 一般选择4-6，为了性能gzip_types text/css text/xml application/javascript; #指定压缩的类型 gzip_vary on; #vary header支持7、proxy超时设置
proxy_connect_timeout 90;proxy_send_timeout 90;proxy_read_timeout 4k;proxy_buffers 4 32k;proxy_busy_buffers_size 64k8、高效传输模式
sendfile on; # 开启高效文件传输模式。tcp_nopush on; #需要在sendfile开启模式才有效，防止网路阻塞，积极的减少网络报文段的数量。将响应头和正文的开始部分一起发送，而不一个接一个的发送。9、Linux系统内核层面
Nginx要达到最好的性能，出了要优化Nginx服务本身之外，还需要在nginx的服务器上的内核参数。
这些参数追加到/etc/sysctl.conf,然后执行sysctl -p 生效。
1）调节系统同时发起的tcp连接数
net.core.somaxconn = 2621442）允许等待中的监听
net.core.somaxconn = 4096 3） tcp连接重用
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1 net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1 4）不抵御洪水攻击
net.ipv4.tcp_syncookies = 0 net.ipv4.tcp_max_orphans = 262144 #该参数用于设定系统中最多允许存在多少TCP套接字不被关联到任何一个用户文件句柄上，主要目的为防止Ddos攻击5）最大文件打开数
在命令行中输入如下命令，即可设置Linux最大文件打开数。
ulimit -n 30000以上，就把Nginx服务器高性能优化的配置介绍完了，大家可以根据我提供的方法，每个参数挨个设置一遍，看看相关的效果。这些都是一点点试出来的，这样才能更好的理解各个参数的意义。
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3、nginx通用配置优化
#将nginx进程设置为普通用户，为了安全考虑user nginx;
#当前启动的worker进程，官方建议是与系统核心数一致worker_processes 2;#方式一，就是自动分配绑定worker_cpu_affinity auto;
#日志配置成warnerror_log /var/log/nginx/error.log warn; pid /var/run/nginx.pid;
#针对 nginx 句柄的文件限制worker_rlimit_nofile 35535;#事件模型events { #使用epoll内核模型 use epoll; #每一个进程可以处理多少个连接，如果是多核可以将连接数调高 worker_processes * 1024 worker_connections 10240;}
http { include /etc/nginx/mime.types; default_type application/octet-stream;
charset utf-8; #设置字符集
#设置日志输出格式，根据自己的情况设置 log_format main '$http_user_agent' '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" ' '$status $body_bytes_sent "$http_referer" ' '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for" ' '"$args" "$request_uri"';
access_log /var/log/nginx/access.log main;
sendfile on; #对静态资源的处理比较有效 #tcp_nopush on; #如果做静态资源服务器可以打开
keepalive_timeout 65;
######## #Gzip module gzip on; #文件压缩默认可以打开
include /etc/nginx/conf.d/*.conf;}三、实战配置
1、整体配置
worker_processes 1;pid /var/run/nginx.pid;
events { worker_connections 2048; multi_accept on; use epoll;}
http { include /etc/nginx/mime.types; default_type application/octet-stream; log_format main '{"@timestamp":"$time_iso8601",' '"host":"$server_addr",' '"clientip":"$remote_addr",' '"size":$body_bytes_sent,' '"responsetime":$request_time,' '"upstreamtime":"$upstream_response_time",' '"upstreamhost":"$upstream_addr",' '"http_host":"$host",' '"url":"$uri",' '"xff":"$http_x_forwarded_for",' '"referer":"$http_referer",' '"agent":"$http_user_agent",' '"status":"$status"}'; sendfile on; tcp_nopush on; tcp_nodelay on; server_names_hash_bucket_size 128; server_names_hash_max_size 512; keepalive_timeout 65; client_header_timeout 15s; client_body_timeout 15s; send_timeout 60s; limit_conn_zone $binary_remote_addr zone=perip:10m; limit_conn_zone $server_name zone=perserver:10m; limit_conn perip 2; limit_conn perserver 20; limit_rate 300k;
proxy_cache_path /data/nginx-cache levels=1:2 keys_zone=nginx-cache:20m max_size=50g inactive=168h; client_body_buffer_size 512k; client_header_buffer_size 4k; client_max_body_size 512k; large_client_header_buffers 2 8k; proxy_connect_timeout 5s; proxy_send_timeout 120s; proxy_read_timeout 120s; proxy_buffer_size 16k; proxy_buffers 4 64k; proxy_busy_buffers_size 128k; proxy_temp_file_write_size 128k; proxy_next_upstream http_502 http_504 http_404 error timeout invalid_header; gzip on; gzip_min_length 1k; gzip_buffers 4 16k; gzip_http_version 1.1; gzip_comp_level 4; gzip_types text/plain text/css application/json application/x-javascript text/xml application/xml application/xml+rss text/javascript; gzip_vary on; gzip_disable "MSIE [1-6].";
include /etc/nginx/conf.d/*.conf;}2、负载均衡
upstream ygoapi{ server 0.0.0.0:8082 fail_timeout=5 max_fails=3; server 0.0.0.0:8083 fail_timeout=5 max_fails=3; ip_hash;}3、HTTP 配置
#隐藏版本信息server_tokens off;server { listen 80; server_name 素材管理平台; charset utf-8; #重定向HTTP请求到HTTPS return 301 https://$server_name$request_uri;}4、HTTPS 配置
准备条件：需要先去下载 HTTPS 证书server { listen 443; server_name 素材管理平台; ssl on; ssl_certificate cert/证书名称.pem; ssl_certificate_key cert/证书名称.key; ssl_session_timeout 5m; # SSL协议配置 ssl_protocols SSLv2 SSLv3 TLSv1.2; ssl_ciphers ALL:!ADH:!EXPORT56:RC4+RSA:+HIGH:+MEDIUM:+LOW:+SSLv2:+EXP; ssl_prefer_server_ciphers on; valid_referers none blocked server_names *.ygoclub.com; #日志配置 access_log /Users/jackson/Desktop/www.ygoclub.com-access.log main gzip=4 flush=5m; error_log /Users/jackson/Desktop/www.ygoclub.com-error.log error; location ~ .*\.(eot|svg|ttf|woff|jpg|jpeg|gif|png|ico|cur|gz|svgz|mp4|ogg|ogv|webm) { proxy_cache nginx-cache; proxy_cache_valid 200 304 302 5d; proxy_cache_key '$host:$server_port$request_uri'; add_header X-Cache '$upstream_cache_status from $host'; #所有静态文件直接读取硬盘 root /usr/share/nginx/html; expires 30d; #缓存30天 }
location ~ .*\.(js|css)?$ { proxy_cache nginx-cache; proxy_cache_valid 200 304 302 5d; proxy_cache_key '$host:$server_port$request_uri'; add_header X-Cache '$upstream_cache_status from $host'; #所有静态文件直接读取硬盘 root /usr/share/nginx/html; expires 12h; }
location / { root /usr/share/nginx/html; index index.html index.htm; } location /druid { proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr; proxy_cache nginx-cache; proxy_cache_valid 200 10m; proxy_pass http://ygoapi/druid; } location /api { proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr; proxy_pass http://ygoapi/api; } # redirect server error pages to the static page /50x.html error_page 500 502 503 504 /50x.html; location = /50x.html { root /usr/share/nginx/html; }}四、ab接口压力测试工具
ab是Apache超文本传输协议(HTTP)的性能测试工具。其设计意图是描绘当前所安装的Apache的执行性能，主要是显示你安装的Apache每秒可以处理多少个请求。
yum install httpd-tools -yab -n 2000 -c 2 http://127.0.0.1/- -n ：总的请求数
- -c ：并发数
- -k 是否开启长连接
1、参数选项
（1）完整测试报告
这段展示的是web服务器的信息，可以看到服务器采用的是nginx，域名是wan.bigertech.com，端口是80
（2）服务器信息
这段是关于请求的文档的相关信息，所在位置“/”，文档的大小为338436 bytes（此为http响应的正文长度）
（3）文档信息
这段展示了压力测试的几个重要指标
（4）这段表示网络上消耗的时间的分解
（5）网络消耗时间
这段是每个请求处理时间的分布情况，50%的处理时间在4930ms内，66%的处理时间在5008ms内…，重要的是看90%的处理时间。
响应情况