纯静态文件环境下的Nginx优化思路

Nginx以其消耗资源少，承受并发量大，配置文件简洁等特点，深受广大sa们的喜欢，但是网上传播的nginx 配置并没有对做过多的优化。那么接下来，我就从某大型媒体网站的实际运维nginx优化角度，来给大家讲解一下nginx主要优化的那些方面。

nginx的启动命令是：/usr/local/nginx/sbin/nginx -c /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
-c制定配置文件的路径，不加-nginx会自动加载默认路径的配置文件。

停止操作
停止操作是通过向nginx进程发送信号（什么是信号请参阅linux文 章）来进行的
步骤1：查询nginx主进程号
ps -ef | grep nginx
在进程列表里 面找master进程，它的编号就是主进程号了。
步骤2：发送信号
从容停止Nginx：
kill -QUIT 主进程号
快速停止Nginx：
kill -TERM 主进程号
强制停止Nginx：
pkill -9 nginx

另外， 若在nginx.conf配置了pid文件存放路径则该文件存放的就是Nginx主进程号，如果没指定则放在nginx的logs目录下。有了pid文 件，我们就不用先查询Nginx的主进程号，而直接向Nginx发送信号了，命令如下：
kill -信号类型 '/usr/nginx/logs/nginx.pid'

平滑重启
如果更改了配置就要重启Nginx，要先关闭Nginx再打开？不是的，可以向Nginx 发送信号，平滑重启。
平滑重启命令：
kill -HUP 住进称号或进程号文件路径

或者使用

/usr/nginx/sbin/nginx -s reload

注意，修改了配置文件后最好先检查一下修改过的配置文件是否正 确，以免重启后Nginx出现错误影响服务器稳定运行。判断Nginx配置是否正确命令如下：
nginx -t -c /usr/nginx/conf/nginx.conf

或者
/usr/nginx/sbin/nginx -t

平滑升级
如果服务器正在运行的Nginx要进行升级、添加或删除模块时，我们需 要停掉服务器并做相应修改，这样服务器就要在一段时间内停止服务，Nginx可以在不停机的情况下进行各种升级动作而不影响服务器运行。
步骤1：
如 果升级Nginx程序，先用新程序替换旧程序文件，编译安装的话新程序直接编译到Nginx安装目录中。
步 骤2：执行命令
kill -USR2 旧版程序的主进程号或进程文件名
此时旧的Nginx主进程将会把自己的进程文件改名为.oldbin，然后执行新版 Nginx。新旧Nginx会同市运行，共同处理请求。
这时要逐步停止旧版 Nginx，输入命令：
kill -WINCH 旧版主进程号
慢慢旧的工作进程就都会随着任务执行完毕而退出，新版的Nginx的工作进程会逐渐取代旧版 工作进程。

此 时，我们可以决定使用新版还是恢复到旧版。
不重载配置启动新/旧工作进程
kill -HUP 旧/新版主进程号
从容关闭旧/新进程
kill -QUIT 旧/新主进程号
如果此时报错，提示还有进程没有结束就用下面命令先关闭旧/新工作进程，再关闭主进程号：
kill -TERM 旧/新工作进程号

这样下来，如果要恢复到旧版本，只需要上面的几个步 骤都是操作新版主进程号，如果要用新版本就上面的几个步骤都操作旧版主进程号就行了。

上面就是Nginx的一些基本的操作，希望以后Nginx能有更好的方法来处理这些操作， 最好是Nginx的命令而不是向Nginx进程发送系统信号。

一、编译方面优化

1、首先就要从configure 参数分析，根据网上最常用的configure 参数来说，大都是：

# ./configure \
--prefix=/usr/local/nginx \
--user=www \
--group=www \
--with-http_stub_status_module \
--with-http_ssl_module

　　应该说这个参数是通用的，适用于各种环境的需要，比如php环境、纯静态文件环境、代理环境等等。编译nginx程序文件大约有2M大小，跟全面优化的500多K，相差了不少。

　　下面我们修改一下参数，减少不必要的功能。

纯静态文件环境参数

# ./configure \
--prefix=/usr/local/nginx \
--user=www \
--group=www  \
--with-http_stub_status_module \
--without-http_fastcgi_module \
--without-http_proxy_module \
--without-http_upstream_ip_hash_module \
--without-http_autoindex_module \
--without-http_ssi_module \
--without-http_proxy_module \
--without-mail_pop3_module \
--without-mail_imap_module \
--without-mail_smtp_module \
--without-http_uwsgi_module \
--without-http_scgi_module \
--without-http_memcached_module

　　去掉了在mail模块fastcgi模块 代理模块 ip_hash模块等，在纯静态文件用不到的模块，现在看看nginx程序文件是不是少了一些。Php环境的话，只需要去掉 --with-http_fastcgi_module 重新编译即可。代理环境的话，只需要去掉--with_proxy_module重新编译即可。

2、去掉nginx 默认的debug跟踪设置。这一步需要修改nginx 源码。

# cd nginx-1.0.x
# vim auto/cc/gcc

第175行：前面加#注释掉改行。

#CFLAGS="$CFLAGS -g"

　　这样的话，编译的参数，就会减少到500多K的标准，这样在大并发量的条件下，性能提升明显。

二、利用google-perftools来优化高并发条件下的nginx

　　在32位系统下，可以直接安装google-peftools，64位条件下，需要先安装libunwind库。然后再nginx configure 参数增加--with-google_perftools_module 重新编译安装nginx。

这里以64位环境为准

1. 安装libunwind库

# wget http://download.savannah.gnu.org/releases/libunwind/libunwind-0.99.tar.gz # tar zxvf libunwind-0.99.tar.gz
# cd libunwind-0.99/
# CFLAGS=-fPIC ./configure –prefix=/usr
# make CFLAGS=-fPIC
# make CFLAGS=-fPIC install

2. 安装google-perftools

# wget http://google-perftools.googlecode.com/files/google-perftools-1.7.tar.gz # tar xzvf google-perftools-1.7.tar.gz
# cd google-perftools-1.7

然后开始配置：

# ./configure --prefix=/usr --enable-frame-pointers (32位可以不添加--enable-frame-pointers)
# make --j4 && make installnginx

configure 参数加上--with-google-perftools 重新编译nginx

# ./configure \
--prefix=/usr/local/nginx \
--user=www \
--group=www \
--with-http_stub_status_module \
--without-http_fastcgi_module \
--without-http_proxy_module \
--without-http_upstream_ip_hash_module \
--without-http_autoindex_module \
--without-http_ssi_module \
--without-http_proxy_module \
--without-mail_pop3_module \
--without-mail_imap_module \
--without-mail_smtp_module \
--without-http_uwsgi_module \
--without-http_scgi_module \
--without-http_memcached_module \
--with-google_perftools_module
# make && make install

3、在nginx.conf 的pid部分下，增加

google_perftools_profiles /data0/google_cache;

# service nginx restart 重启即可生效。

4. 安装

yum -y install gcc gcc-c++ autoconf automake

yum -y install zlib zlib-devel openssl openssl--devel pcre pcre-devel

wget http://nginx.org/packages/centos/6/noarch/RPMS/nginx-release-centos-6-0.el6.ngx.noarch.rpm 
rpm -ivh nginx-release-centos-6-0.el6.ngx.noarch.rpm

yum install nginx

三、nginx 工作进程优化

nginx指令中的优化（配置文件）

worker_processes 8;
nginx进程数，建议按照cpu数目来指定，一般为它的倍数。

worker_cpu_affinity 00000001 00000010 00000100 00001000 00010000 00100000 01000000 10000000;
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。

worker_rlimit_nofile 102400;
这个指令是指当一个nginx进程打开的最多文件描述符数目，理论值应该是最多打开文件数（ulimit -n）与nginx进程数相除，但是nginx分配请求并不是那么均匀，所以最好与ulimit -n的值保持一致。

use epoll;
使用epoll的I/O模型，这个不用说了吧。

worker_connections 102400;
每个进程允许的最多连接数，理论上每台nginx服务器的最大连接数为worker_processes*worker_connections。

keepalive_timeout 60;
keepalive超时时间。

client_header_buffer_size 4k;
客户端请求头部的缓冲区大小，这个可以根据你的系统分页大小来设置，一般一个请求的头部大小不会超过1k，不过由于一般系统分页都要大于1k，所以这里设置为分页大小。分页大小可以用命令getconf PAGESIZE取得。

open_file_cache max=102400 inactive=20s;
这个将为打开文件指定缓存，默认是没有启用的，max指定缓存数量，建议和打开文件数一致，inactive是指经过多长时间文件没被请求后删除缓存。

open_file_cache_valid 30s;
这个是指多长时间检查一次缓存的有效信息。

open_file_cache_min_uses 1;
open_file_cache指令中的inactive参数时间内文件的最少使用次数，如果超过这个数字，文件描述符一直是在缓存中打开的，如上例，如果有一个文件在inactive时间内一次没被使用，它将被移除。

内核参数的优化

net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 6000
timewait的数量，默认是180000。

net.ipv4.ip_local_port_range = 1024    65000
允许系统打开的端口范围。

net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1
启用timewait快速回收。

net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
开启重用。允许将TIME-WAIT sockets重新用于新的TCP连接。

net.ipv4.tcp_syncookies = 1
开启SYN Cookies，当出现SYN等待队列溢出时，启用cookies来处理。

net.core.somaxconn = 262144
web应用中listen函数的backlog默认会给我们内核参数的net.core.somaxconn限制到128，而nginx定义的NGX_LISTEN_BACKLOG默认为511，所以有必要调整这个值。

net.core.netdev_max_backlog = 262144
每个网络接口接收数据包的速率比内核处理这些包的速率快时，允许送到队列的数据包的最大数目。

net.ipv4.tcp_max_orphans = 262144
系统中最多有多少个TCP套接字不被关联到任何一个用户文件句柄上。如果超过这个数字，孤儿连接将即刻被复位并打印出警告信息。这个限制仅仅是为了防止简单的DoS攻击，不能过分依靠它或者人为地减小这个值，更应该增加这个值(如果增加了内存之后)。

net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 262144
记录的那些尚未收到客户端确认信息的连接请求的最大值。对于有128M内存的系统而言，缺省值是1024，小内存的系统则是128。

net.ipv4.tcp_timestamps = 0
时间戳可以避免序列号的卷绕。一个1Gbps的链路肯定会遇到以前用过的序列号。时间戳能够让内核接受这种“异常”的数据包。这里需要将其关掉。

net.ipv4.tcp_synack_retries = 1
为了打开对端的连接，内核需要发送一个SYN并附带一个回应前面一个SYN的ACK。也就是所谓三次握手中的第二次握手。这个设置决定了内核放弃连接之前发送SYN+ACK包的数量。

net.ipv4.tcp_syn_retries = 1
在内核放弃建立连接之前发送SYN包的数量。

net.ipv4.tcp_fin_timeout = 1
如果套接字由本端要求关闭，这个参数决定了它保持在FIN-WAIT-2状态的时间。对端可以出错并永远不关闭连接，甚至意外当机。缺省值是60秒。2.2 内核的通常值是180秒，你可以按这个设置，但要记住的是，即使你的机器是一个轻载的WEB服务器，也有因为大量的死套接字而内存溢出的风险，FIN- WAIT-2的危险性比FIN-WAIT-1要小，因为它最多只能吃掉1.5K内存，但是它们的生存期长些。

net.ipv4.tcp_keepalive_time = 30
当keepalive起用的时候，TCP发送keepalive消息的频度。缺省是2小时。

一个完整的内核优化配置

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 = 4096        87380   4194304
net.ipv4.tcp_wmem = 4096        16384   4194304
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 = 262144
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
一个简单的nginx优化配置文件

user  www www;
worker_processes 8;
worker_cpu_affinity 00000001 00000010 00000100 00001000 00010000 00100000 01000000;
error_log  /www/log/nginx_error.log  crit;
pid        /usr/local/nginx/nginx.pid;
worker_rlimit_nofile 204800;

events
{
use epoll;
worker_connections 204800;
}

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

charset  utf-8;

server_names_hash_bucket_size 128;
client_header_buffer_size 2k;
large_client_header_buffers 4 4k;
client_max_body_size 8m;

sendfile on;
tcp_nopush     on;

keepalive_timeout 60;

fastcgi_cache_path /usr/local/nginx/fastcgi_cache levels=1:2
keys_zone=TEST:10m
inactive=5m;
fastcgi_connect_timeout 300;
fastcgi_send_timeout 300;
fastcgi_read_timeout 300;
fastcgi_buffer_size 16k;
fastcgi_buffers 16 16k;
fastcgi_busy_buffers_size 16k;
fastcgi_temp_file_write_size 16k;
fastcgi_cache TEST;
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;

open_file_cache max=204800 inactive=20s;
open_file_cache_min_uses 1;
open_file_cache_valid 30s;

tcp_nodelay on;

gzip on;
gzip_min_length  1k;
gzip_buffers     4 16k;
gzip_http_version 1.0;
gzip_comp_level 2;
gzip_types       text/plain application/x-javascript text/css application/xml;
gzip_vary on;

server
{
listen       8080;
server_name  ad.test.com;
index index.php index.htm;
root  /www/html/;

location /status
{
stub_status on;
}

location ~ .*\.(php|php5)?$
{
fastcgi_pass 127.0.0.1:9000;
fastcgi_index index.php;
include fcgi.conf;
}

location ~ .*\.(gif|jpg|jpeg|png|bmp|swf|js|css)$
{
expires      30d;
}

log_format  access  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
'$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
'"$http_user_agent" $http_x_forwarded_for';
access_log  /www/log/access.log  access;
}
}
关于FastCGI的几个指令

fastcgi_cache_path /usr/local/nginx/fastcgi_cache levels=1:2 keys_zone=TEST:10m inactive=5m;
这个指令为FastCGI缓存指定一个路径，目录结构等级，关键字区域存储时间和非活动删除时间。

fastcgi_connect_timeout 300;
指定连接到后端FastCGI的超时时间。

fastcgi_send_timeout 300;
向FastCGI传送请求的超时时间，这个值是指已经完成两次握手后向FastCGI传送请求的超时时间。

fastcgi_read_timeout 300;
接收FastCGI应答的超时时间，这个值是指已经完成两次握手后接收FastCGI应答的超时时间。

fastcgi_buffer_size 16k;
指定读取FastCGI应答第一部分需要用多大的缓冲区，这里可以设置为fastcgi_buffers指令指定的缓冲区大小，上面的指令指定它将使用1个16k的缓冲区去读取应答的第一部分，即应答头，其实这个应答头一般情况下都很小（不会超过1k），但是你如果在fastcgi_buffers指令中指定了缓冲区的大小，那么它也会分配一个fastcgi_buffers指定的缓冲区大小去缓存。

fastcgi_buffers 16 16k;
指定本地需要用多少和多大的缓冲区来缓冲FastCGI的应答，如上所示，如果一个php脚本所产生的页面大小为256k，则会为其分配16个16k的缓冲区来缓存，如果大于256k，增大于256k的部分会缓存到fastcgi_temp指定的路径中，当然这对服务器负载来说是不明智的方案，因为内存中处理数据速度要快于硬盘，通常这个值的设置应该选择一个你的站点中的php脚本所产生的页面大小的中间值，比如你的站点大部分脚本所产生的页面大小为256k就可以把这个值设置为16 16k，或者4 64k 或者64 4k，但很显然，后两种并不是好的设置方法，因为如果产生的页面只有32k，如果用4 64k它会分配1个64k的缓冲区去缓存，而如果使用64 4k它会分配8个4k的缓冲区去缓存，而如果使用16 16k则它会分配2个16k去缓存页面，这样看起来似乎更加合理。

fastcgi_busy_buffers_size 32k;
这个指令我也不知道是做什么用，只知道默认值是fastcgi_buffers的两倍。

fastcgi_temp_file_write_size 32k;
在写入fastcgi_temp_path时将用多大的数据块，默认值是fastcgi_buffers的两倍。

fastcgi_cache TEST
开启FastCGI缓存并且为其制定一个名称。个人感觉开启缓存非常有用，可以有效降低CPU负载，并且防止502错误。但是这个缓存会引起很多问题，因为它缓存的是动态页面。具体使用还需根据自己的需求。

fastcgi_cache_valid 200 302 1h;
fastcgi_cache_valid 301 1d;
fastcgi_cache_valid any 1m;
为指定的应答代码指定缓存时间，如上例中将200，302应答缓存一小时，301应答缓存1天，其他为1分钟。

fastcgi_cache_min_uses 1;
缓存在fastcgi_cache_path指令inactive参数值时间内的最少使用次数，如上例，如果在5分钟内某文件1次也没有被使用，那么这个文件将被移除。

fastcgi_cache_use_stale error timeout invalid_header http_500;
不知道这个参数的作用，猜想应该是让nginx知道哪些类型的缓存是没用的。 以上为nginx中FastCGI相关参数，另外，FastCGI自身也有一些配置需要进行优化，如果你使用php-fpm来管理FastCGI，可以修改配置文件中的以下值：

<value name="max_children">60</value>
同时处理的并发请求数，即它将开启最多60个子线程来处理并发连接。

<value name="rlimit_files">102400</value>
最多打开文件数。

<value name="max_requests">204800</value>
每个进程在重置之前能够执行的最多请求数。