nginx性能优化

nginx性能优化

本文通过以下几个方面对nginx进行性能调优

• 优化静态文件获取
• 优化文件压缩
• 优化缓存分配
• 优化工作进程分配

1.优化静态文件获取

1.1 一般情况

location /css 
{ 
   sendfile on; 
   sendfile_max_chunk 1M; 
   tcp_nopush on;
}

• sendfile on 获取文件跨过用户态。注意，.gzip压缩器需要在用户态进行，因此无法和sendfile共存，如果gizp设置为on，那么sendfile就会失去作用
• sendfile_max_chunk 1M 限制最大sendfile的文件大小，防止过大的文件占据整个工作进程
• tcp_nopush on 返回数据的首个数据包会携带从sendfile中获取大块的数据后才会被发送，这样可以防止网络拥塞问题。

1.2针对大文件获取

• 对于大文件，不适合进行缓存，如果对大文件进行缓存，那么缓存区就无法存储其他数据，缓存就失去了意义。因此，需要通过Direct I/O 命令对数据不进行缓存。
• 举例

location /media
 { 
   sendfile off; 
   directio 4k; 
   output_buffers 1 256k;
 }

• 由于directio会堵塞工作进程，会降低吞吐量，因此可以开启异步的io——Asynchronous I/O (AIO),如下所示

location /media
 { 
   sendfile off; 
   directio 4k; 
   output_buffers 1 256k;
   aio on;
 }

• 同时可以把aio和directio 与sendfile 结合，得到如下配置

location /media
 { 
   sendfile on; 
   directio 4k; 
   output_buffers 1 256k;
   aio on;
 }

解读一下，当dirctio大于4k的时候启用异步io，当小于4k的时候 使用sendfile。

2 压缩文件

2.1 举例

location / 
{ 
  gzip on; 
  gzip_types text/html text/plain text/css;
  gzip_min_length 512;
}

2.2 说明

• gzip on，开启压缩
• gzip_types 指定需要压缩的文件类型，默认为text/html
• gzip_min_length 需要进行压缩的最小文件大小（单位字节),例子中大小为512字节以上的才会进行压缩,对返回数据进行压缩是比较耗cpu的，如果cpu使用率本身就很高，可以使用gzip_comp_level调节压缩等级

2.3 压缩率查看

• 通过$gzip_ratio变量可以查看压缩率，例如可以在日志格式中添加该变量

http { 
      log_format gzip 
      '$remote_addr - $remote_user [$time_local] $status ' 
      '"$request" $body_bytes_sent "$http_referer" ' 
      '"$http_user_agent" "$host" $gzip_ratio';
}

3 优化缓存分配

nginx使用缓存存储请求和返回数据，优化缓存分配可以节约内存空间以及减少cpu的使用。

• 常用的缓存命令有以下几个
  ，可以看到大部分缓存的命令包含两个参数，一个是number（数量），另外一个是size（大小）

• 有三种内存使用的场景，如下图所示
  

  • a图 输入数据流小于缓存大小

  • b图 输入数据大于单个缓存，但比总的缓存要小，可以看到最后一个缓存中有部分空间没有被使用到

  • c图 输入数据超过整个缓存大小（极端情况下是所有的缓存都被占据），此时需要等待空的缓存区，这样设计的好处是，对于单个请求，占据的缓存总的大小是固定——缓存数量*单个缓存大小
• 通过这三种使用场景，可以得出，如果缓存设置的太大，那么单个请求根本用不到这么多，浪费了空间；如果缓存设置太小，那么cpu会花费更多的代价在缓存的释放和分配上，因此需要根据实际的使用场景进行调节，没有放之四海而皆准的配置方法。

4 工作进程分配

4.1 问题

• 对于多核cpu，每个核中都有一个tlb缓存，也称为页表缓存，（为了加快虚拟地址到物理地址的转换）。那么可能存在这么一个场景，当操作系统分配一个进程到cpu的某个核中，发现该核的tlb与其虚拟内存的上下文并不相符，那么操作系统会刷新该核的tlb。

4.2 解决办法

• nginx中可以通过设置参数 使得某个进程和相应的cpu核进行关联，使其富有“粘性”。

  worker_processes 4; 
  worker_cpu_affinity 0001 0010 0100 1000;

worker_cpu_affinity 参数，中1代表对应的cpu核。