ngix优化

目录

• 一、Nginx优化思路
  • 1、优化目的
• 二、工作进程优化
  • 1、优化方案
  • 2、方案验证
• 三、长连接
  • 1、什么是长连接，为什么要使用长连接？
  • 2、长连接配置方法
  • 3、长连接状态查看
• 四、压缩优化（数据压缩）
  • 1、nginx配置gzip
  • 2、字段详解
• 五、客户端缓存优化
  • 1、语法和配置方法
  • 2、实现示例
• 六、思考

正文

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一、Nginx优化思路

1、优化目的

  标准情况下，软件默认的参数都是对安装软件的硬件标准（最低配置）来设置的，目前我们服务器的硬件资源远远大于要求的标准，所以为了让服务器性能更加出众，充分利用服务器的硬件资源，我们一般需要优化APP的并发数来提升服务器的性能。
  总结来说：1.服务器大并发实现；2.提升用户体验；3.为公司省钱。

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二、工作进程优化

1、优化方案

  Nginx是主进程+工作进程模型，也就是一个主进程会挂几个工作进程。

• worker_processes 1; 该指令指定工作进程数量
  一般按照CPU的总核心数调整，优化思想是：保证一个进程跑在一个核上，将每个核充分利用起来。如果CPU的压力依然很小，可以设置保证一个核两个进程。
• worker_cpu_affinity 0010 0100 1000; 该指令调整CPU的亲和力
  要保证一个核心上一个进程，这需要设置CPU的亲和力，这里用二进制掩码来计算数字是几。
• worker_connections 1024; 一个工作进程的并发数
  这里设置是一个工作进程可以处理多少个连接，也就是并发数设置。

2、方案验证

（1）首先查看确认当前server核心数

$ cat /proc/cpuinfo | grep "flags" | wc -l
4

（2）并发优化，配置修改nginx.conf如下所示：

worker_processes 4;
worker_cpu_affinity 0001 0010 0100 1000;   # 依次代表从1到4这四个核
events {
    worker_connections 10240;   # 这个值一般先设比较小，观察进程消耗再决定是否增加并发数
}

（3）nginx服务检查

# 查看进程及进程是否处于对应核心上
$ ps -eo psr,pid,args | grep "nginx"
  0  13977 nginx: master process /usr/local/nginx/sbin/nginx      # 父进程
  0  13978 nginx: worker process
  1  13979 nginx: worker process
  2  13980 nginx: worker process
  3  13981 nginx: worker process
  0  14284 grep --color=auto nginx

# 查看nginx连接数
$ netstat -antpl | grep nginx
tcp        0      0 0.0.0.0:80              0.0.0.0:*               LISTEN      13977/nginx: master

# 查看nginx当前连接的人数
$ netstat -antpl | grep nginx | grep ESTABLISHED | wc -l
0

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三、长连接

1、什么是长连接，为什么要使用长连接？

  nginx这种web服务器软件都是属于TCP协议的软件，TCP协议的特点就在于每次连接时要进行三次握手，握手成功后再通讯数据，通讯结束后四次挥手断开连接。
  而http协议是一个无状态协议， 每次进行通讯都要三次握手四次挥手，那服务器就需要经常去维护握手和断开。 服务器压力过大、浪费的资源也过多。
  因此一般都需要开启长连接，在第一个请求结束后，等一段时间，如果这个时间内，再有请求过来，则不断开连接，直接将数据发送给客户端。这样就降低了握手和挥手的次数和频率。

2、长连接配置方法

# 关闭长连接：0代表关闭 
keepalive_timeout 0; 

# 开启长连接
# keepalive_timeout 65;

# 一个长连接处理最大请求数（定期释放内存，防止内存溢出）
# keepalive_requests 8192;

3、长连接状态查看

（1）服务器上查看连接状态

  关闭长连接时：

# 浏览器访问完立刻进入TIME_WAIT状态（主动关闭）
$ netstat -antpl
Active Internet connections (servers and established)
Proto Recv-Q Send-Q Local Address           Foreign Address         State       PID/Program name    
tcp        0      0 127.0.0.1:25            0.0.0.0:*               LISTEN      1317/master         
tcp        0      0 0.0.0.0:80              0.0.0.0:*               LISTEN      14698/nginx: master 
tcp        0      0 0.0.0.0:22              0.0.0.0:*               LISTEN      1095/sshd           
tcp        0      0 192.168.31.42:80        192.168.31.28:64977     TIME_WAIT   -                   
tcp        0      0 192.168.31.42:80        192.168.31.28:64978     TIME_WAIT   -                   
tcp        0      0 192.168.31.42:80        192.168.31.28:64979     TIME_WAIT   -                   
tcp        0      0 192.168.31.42:22        192.168.31.28:64678     ESTABLISHED 14636/sshd: root@pt 
tcp6       0      0 ::1:25                  :::*                    LISTEN      1317/master         
tcp6       0      0 :::22                   :::*                    LISTEN      1095/sshd

# 一段时间后连接消息消失
$ netstat -antpl
Active Internet connections (servers and established)
Proto Recv-Q Send-Q Local Address           Foreign Address         State       PID/Program name    
tcp        0      0 127.0.0.1:25            0.0.0.0:*               LISTEN      1317/master         
tcp        0      0 0.0.0.0:80              0.0.0.0:*               LISTEN      14698/nginx: master 
tcp        0      0 0.0.0.0:22              0.0.0.0:*               LISTEN      1095/sshd           
tcp        0      0 192.168.31.42:22        192.168.31.28:64678     ESTABLISHED 14636/sshd: root@pt 
tcp6       0      0 ::1:25                  :::*                    LISTEN      1317/master         
tcp6       0      0 :::22                   :::*                    LISTEN      1095/sshd

  开启长连接时：

# 由于前面设置长连接超时时间是65秒，这段时间内一直保持在ESTABLISHED状态：
$ netstat -antpl 
Active Internet connections (servers and established)
Proto Recv-Q Send-Q Local Address           Foreign Address         State       PID/Program name    
tcp        0      0 127.0.0.1:25            0.0.0.0:*               LISTEN      1317/master         
tcp        0      0 0.0.0.0:80              0.0.0.0:*               LISTEN      14828/nginx: master 
tcp        0      0 0.0.0.0:22              0.0.0.0:*               LISTEN      1095/sshd           
tcp        0      0 192.168.31.42:80        192.168.31.28:51700     ESTABLISHED 14829/nginx: worker 
tcp        0      0 192.168.31.42:22        192.168.31.28:50373     ESTABLISHED 14777/sshd: root@pt 
tcp        0      0 192.168.31.42:22        192.168.31.28:64678     ESTABLISHED 14636/sshd: root@pt 
tcp        0      0 192.168.31.42:80        192.168.31.28:51701     ESTABLISHED 14829/nginx: worker 
tcp6       0      0 ::1:25                  :::*                    LISTEN      1317/master         
tcp6       0      0 :::22                   :::*                    LISTEN      1095/sshd 

# 时间超时长连接断开
$ netstat -antpl 
Active Internet connections (servers and established)
Proto Recv-Q Send-Q Local Address           Foreign Address         State       PID/Program name    
tcp        0      0 127.0.0.1:25            0.0.0.0:*               LISTEN      1317/master         
tcp        0      0 0.0.0.0:80              0.0.0.0:*               LISTEN      14828/nginx: master 
tcp        0      0 0.0.0.0:22              0.0.0.0:*               LISTEN      1095/sshd           
tcp        0      0 192.168.31.42:22        192.168.31.28:50373     ESTABLISHED 14777/sshd: root@pt 
tcp        0      0 192.168.31.42:22        192.168.31.28:64678     ESTABLISHED 14636/sshd: root@pt 
tcp6       0      0 ::1:25                  :::*                    LISTEN      1317/master         
tcp6       0      0 :::22                   :::*                    LISTEN      1095/sshd 

（2）浏览器上查看连接状态

  关闭长连接时：

  开启长连接时：

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四、压缩优化（数据压缩）

  gzip(GNU-ZIP)是一种压缩技术。经过gzip压缩后页面大小可以变为原来的30%甚至更小，这样，用户浏览页面的时候速度会块得多。gzip的压缩页面需要浏览器和服务器双方都支持，实际上就是服务器端压缩，传到浏览器后浏览器解压并解析。浏览器那里不需要我们担心，因为目前的巨大多数浏览器都支持解析gzip过的页面。
  Nginx的压缩输出有一组gzip压缩指令来实现。相关指令位于http{….}两个大括号之间。

1、nginx配置gzip

gzip on;        # 启动gzip压缩功能
gzip_proxied any;    # nginx做前端代理时启用该选项，表示无论后端服务器的headers返回什么信息，都无条件启用压缩
gzip_min_length 1k;   # 小于1k的小文件不压缩（小文件可能会越压缩越大）
gzip_buffers 4 8k;     # 设置系统获取几个单位的缓存用于存储gzip的压缩结果数据流，按照原始数据大小以8k为单位申请4倍内存空间
gzip_comp_level 6;    # gzip压缩级别，1压缩比最小处理速度最快，9压缩比最大处理最慢也最消耗CPU，一般设置为3即可
gzip_types text/plain text/css application/x-javascript application/javascript application/xml;   # 什么类型的页面或文档启用压缩
gzip_vary on;         # 开启在http header中添加Vary:Accept-Encoding

2、字段详解

• gzip off（on）;
  该指令用于开启或关闭gzip模块(on/off)
• gzip_min_length 1k;
  启用gzip压缩的最小文件，小于设置值的文件将不会压缩。页面字节数从header头得content-length中进行获取。默认值是0，不管页面多大都压缩。建议设置成大于1k的字节数，小于1k可能会越压越大。
• gzip_comp_level 1;
  gzip 压缩级别，1-9，数字越大压缩的越好，也越占用CPU时间。因此会有传输快慢和CPU消耗大小平衡的问题。
• gzip_types text/plain application/javascript application/x-javascript text/css application/xml text/javascript application/x-httpd-php image/jpeg image/gif image/png application/vnd.ms-fontobject font/ttf font/opentype font/x-woff image/svg+xml;
  进行压缩的文件类型。javascript有多种形式。其中的值可以在 mime.types 文件中找到。
• gzip_vary on;
  是否在http header中添加Vary: Accept-Encoding，建议开启。给代理服务器用的，有的浏览器支持压缩，有的不支持，所以避免浪费不支持的也压缩，所以根据客户端的HTTP头来判断，是否需要压缩
• gzip_disable "MSIE [1-6].";
  禁用IE 6 gzip
• gzip_buffers 32 4k;
  设置压缩所需要的缓冲区大小；32 4k代表以4k为单位，安装原始数据大小以4k为单位的32倍申请内存。
• gzip_http_version 1.0;
  设置gzip压缩针对的HTTP协议版本（1.0 / 1.1）

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五、客户端缓存优化

1、语法和配置方法

  语法：expires [time|epoch|max|off]
  默认值：expires off
  作用域：http,server,location

location ~* \.(js|css)?$ {
    expires 1h;
}

2、实现示例

server {
    listen       80;
    server_name  localhost;
    location / {
        root   html/web1;
        index  index.html index.htm;
    }
    # 客户端缓存设置：png或gif文件在客户端缓存一个小时
    location ~* \.(png|gif)$ {
        expires 1h;
    }

测试浏览器刷新以Chrome为例：

• ctrl+f5
  清空本地缓存从服务器拿数据
• F5或者 点击 浏览器的刷新图标
  优先从本地找，然后去找服务器核对信息是否一致。一致则返回304，从本地拿数据
• 回车
  从本地缓存拿数据

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• 一、Nginx优化思路
  • 1、优化目的
• 二、工作进程优化
  • 1、优化方案
  • 2、方案验证
• 三、长连接
  • 1、什么是长连接，为什么要使用长连接？
  • 2、长连接配置方法
  • 3、长连接状态查看
• 四、压缩优化（数据压缩）
  • 1、nginx配置gzip
  • 2、字段详解
• 五、客户端缓存优化
  • 1、语法和配置方法
  • 2、实现示例
• 六、思考

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一、Nginx优化思路

1、优化目的

  标准情况下，软件默认的参数都是对安装软件的硬件标准（最低配置）来设置的，目前我们服务器的硬件资源远远大于要求的标准，所以为了让服务器性能更加出众，充分利用服务器的硬件资源，我们一般需要优化APP的并发数来提升服务器的性能。
  总结来说：1.服务器大并发实现；2.提升用户体验；3.为公司省钱。

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二、工作进程优化

1、优化方案

  Nginx是主进程+工作进程模型，也就是一个主进程会挂几个工作进程。

• worker_processes 1; 该指令指定工作进程数量
  一般按照CPU的总核心数调整，优化思想是：保证一个进程跑在一个核上，将每个核充分利用起来。如果CPU的压力依然很小，可以设置保证一个核两个进程。
• worker_cpu_affinity 0010 0100 1000; 该指令调整CPU的亲和力
  要保证一个核心上一个进程，这需要设置CPU的亲和力，这里用二进制掩码来计算数字是几。
• worker_connections 1024; 一个工作进程的并发数
  这里设置是一个工作进程可以处理多少个连接，也就是并发数设置。

2、方案验证

（1）首先查看确认当前server核心数

$ cat /proc/cpuinfo | grep "flags" | wc -l
4

（2）并发优化，配置修改nginx.conf如下所示：

worker_processes 4;
worker_cpu_affinity 0001 0010 0100 1000;   # 依次代表从1到4这四个核
events {
    worker_connections 10240;   # 这个值一般先设比较小，观察进程消耗再决定是否增加并发数
}

（3）nginx服务检查

# 查看进程及进程是否处于对应核心上
$ ps -eo psr,pid,args | grep "nginx"
  0  13977 nginx: master process /usr/local/nginx/sbin/nginx      # 父进程
  0  13978 nginx: worker process
  1  13979 nginx: worker process
  2  13980 nginx: worker process
  3  13981 nginx: worker process
  0  14284 grep --color=auto nginx

# 查看nginx连接数
$ netstat -antpl | grep nginx
tcp        0      0 0.0.0.0:80              0.0.0.0:*               LISTEN      13977/nginx: master

# 查看nginx当前连接的人数
$ netstat -antpl | grep nginx | grep ESTABLISHED | wc -l
0

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三、长连接

1、什么是长连接，为什么要使用长连接？

  nginx这种web服务器软件都是属于TCP协议的软件，TCP协议的特点就在于每次连接时要进行三次握手，握手成功后再通讯数据，通讯结束后四次挥手断开连接。
  而http协议是一个无状态协议， 每次进行通讯都要三次握手四次挥手，那服务器就需要经常去维护握手和断开。 服务器压力过大、浪费的资源也过多。
  因此一般都需要开启长连接，在第一个请求结束后，等一段时间，如果这个时间内，再有请求过来，则不断开连接，直接将数据发送给客户端。这样就降低了握手和挥手的次数和频率。

2、长连接配置方法

# 关闭长连接：0代表关闭 
keepalive_timeout 0; 

# 开启长连接
# keepalive_timeout 65;

# 一个长连接处理最大请求数（定期释放内存，防止内存溢出）
# keepalive_requests 8192;

3、长连接状态查看

（1）服务器上查看连接状态

  关闭长连接时：

# 浏览器访问完立刻进入TIME_WAIT状态（主动关闭）
$ netstat -antpl
Active Internet connections (servers and established)
Proto Recv-Q Send-Q Local Address           Foreign Address         State       PID/Program name    
tcp        0      0 127.0.0.1:25            0.0.0.0:*               LISTEN      1317/master         
tcp        0      0 0.0.0.0:80              0.0.0.0:*               LISTEN      14698/nginx: master 
tcp        0      0 0.0.0.0:22              0.0.0.0:*               LISTEN      1095/sshd           
tcp        0      0 192.168.31.42:80        192.168.31.28:64977     TIME_WAIT   -                   
tcp        0      0 192.168.31.42:80        192.168.31.28:64978     TIME_WAIT   -                   
tcp        0      0 192.168.31.42:80        192.168.31.28:64979     TIME_WAIT   -                   
tcp        0      0 192.168.31.42:22        192.168.31.28:64678     ESTABLISHED 14636/sshd: root@pt 
tcp6       0      0 ::1:25                  :::*                    LISTEN      1317/master         
tcp6       0      0 :::22                   :::*                    LISTEN      1095/sshd

# 一段时间后连接消息消失
$ netstat -antpl
Active Internet connections (servers and established)
Proto Recv-Q Send-Q Local Address           Foreign Address         State       PID/Program name    
tcp        0      0 127.0.0.1:25            0.0.0.0:*               LISTEN      1317/master         
tcp        0      0 0.0.0.0:80              0.0.0.0:*               LISTEN      14698/nginx: master 
tcp        0      0 0.0.0.0:22              0.0.0.0:*               LISTEN      1095/sshd           
tcp        0      0 192.168.31.42:22        192.168.31.28:64678     ESTABLISHED 14636/sshd: root@pt 
tcp6       0      0 ::1:25                  :::*                    LISTEN      1317/master         
tcp6       0      0 :::22                   :::*                    LISTEN      1095/sshd

  开启长连接时：

# 由于前面设置长连接超时时间是65秒，这段时间内一直保持在ESTABLISHED状态：
$ netstat -antpl 
Active Internet connections (servers and established)
Proto Recv-Q Send-Q Local Address           Foreign Address         State       PID/Program name    
tcp        0      0 127.0.0.1:25            0.0.0.0:*               LISTEN      1317/master         
tcp        0      0 0.0.0.0:80              0.0.0.0:*               LISTEN      14828/nginx: master 
tcp        0      0 0.0.0.0:22              0.0.0.0:*               LISTEN      1095/sshd           
tcp        0      0 192.168.31.42:80        192.168.31.28:51700     ESTABLISHED 14829/nginx: worker 
tcp        0      0 192.168.31.42:22        192.168.31.28:50373     ESTABLISHED 14777/sshd: root@pt 
tcp        0      0 192.168.31.42:22        192.168.31.28:64678     ESTABLISHED 14636/sshd: root@pt 
tcp        0      0 192.168.31.42:80        192.168.31.28:51701     ESTABLISHED 14829/nginx: worker 
tcp6       0      0 ::1:25                  :::*                    LISTEN      1317/master         
tcp6       0      0 :::22                   :::*                    LISTEN      1095/sshd 

# 时间超时长连接断开
$ netstat -antpl 
Active Internet connections (servers and established)
Proto Recv-Q Send-Q Local Address           Foreign Address         State       PID/Program name    
tcp        0      0 127.0.0.1:25            0.0.0.0:*               LISTEN      1317/master         
tcp        0      0 0.0.0.0:80              0.0.0.0:*               LISTEN      14828/nginx: master 
tcp        0      0 0.0.0.0:22              0.0.0.0:*               LISTEN      1095/sshd           
tcp        0      0 192.168.31.42:22        192.168.31.28:50373     ESTABLISHED 14777/sshd: root@pt 
tcp        0      0 192.168.31.42:22        192.168.31.28:64678     ESTABLISHED 14636/sshd: root@pt 
tcp6       0      0 ::1:25                  :::*                    LISTEN      1317/master         
tcp6       0      0 :::22                   :::*                    LISTEN      1095/sshd 

（2）浏览器上查看连接状态

  关闭长连接时：

  开启长连接时：

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四、压缩优化（数据压缩）

  gzip(GNU-ZIP)是一种压缩技术。经过gzip压缩后页面大小可以变为原来的30%甚至更小，这样，用户浏览页面的时候速度会块得多。gzip的压缩页面需要浏览器和服务器双方都支持，实际上就是服务器端压缩，传到浏览器后浏览器解压并解析。浏览器那里不需要我们担心，因为目前的巨大多数浏览器都支持解析gzip过的页面。
  Nginx的压缩输出有一组gzip压缩指令来实现。相关指令位于http{….}两个大括号之间。

1、nginx配置gzip

gzip on;        # 启动gzip压缩功能
gzip_proxied any;    # nginx做前端代理时启用该选项，表示无论后端服务器的headers返回什么信息，都无条件启用压缩
gzip_min_length 1k;   # 小于1k的小文件不压缩（小文件可能会越压缩越大）
gzip_buffers 4 8k;     # 设置系统获取几个单位的缓存用于存储gzip的压缩结果数据流，按照原始数据大小以8k为单位申请4倍内存空间
gzip_comp_level 6;    # gzip压缩级别，1压缩比最小处理速度最快，9压缩比最大处理最慢也最消耗CPU，一般设置为3即可
gzip_types text/plain text/css application/x-javascript application/javascript application/xml;   # 什么类型的页面或文档启用压缩
gzip_vary on;         # 开启在http header中添加Vary:Accept-Encoding

2、字段详解

• gzip off（on）;
  该指令用于开启或关闭gzip模块(on/off)
• gzip_min_length 1k;
  启用gzip压缩的最小文件，小于设置值的文件将不会压缩。页面字节数从header头得content-length中进行获取。默认值是0，不管页面多大都压缩。建议设置成大于1k的字节数，小于1k可能会越压越大。
• gzip_comp_level 1;
  gzip 压缩级别，1-9，数字越大压缩的越好，也越占用CPU时间。因此会有传输快慢和CPU消耗大小平衡的问题。
• gzip_types text/plain application/javascript application/x-javascript text/css application/xml text/javascript application/x-httpd-php image/jpeg image/gif image/png application/vnd.ms-fontobject font/ttf font/opentype font/x-woff image/svg+xml;
  进行压缩的文件类型。javascript有多种形式。其中的值可以在 mime.types 文件中找到。
• gzip_vary on;
  是否在http header中添加Vary: Accept-Encoding，建议开启。给代理服务器用的，有的浏览器支持压缩，有的不支持，所以避免浪费不支持的也压缩，所以根据客户端的HTTP头来判断，是否需要压缩
• gzip_disable "MSIE [1-6].";
  禁用IE 6 gzip
• gzip_buffers 32 4k;
  设置压缩所需要的缓冲区大小；32 4k代表以4k为单位，安装原始数据大小以4k为单位的32倍申请内存。
• gzip_http_version 1.0;
  设置gzip压缩针对的HTTP协议版本（1.0 / 1.1）

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五、客户端缓存优化

1、语法和配置方法

  语法：expires [time|epoch|max|off]
  默认值：expires off
  作用域：http,server,location

location ~* \.(js|css)?$ {
    expires 1h;
}

2、实现示例

server {
    listen       80;
    server_name  localhost;
    location / {
        root   html/web1;
        index  index.html index.htm;
    }
    # 客户端缓存设置：png或gif文件在客户端缓存一个小时
    location ~* \.(png|gif)$ {
        expires 1h;
    }

测试浏览器刷新以Chrome为例：

• ctrl+f5
  清空本地缓存从服务器拿数据
• F5或者 点击 浏览器的刷新图标
  优先从本地找，然后去找服务器核对信息是否一致。一致则返回304，从本地拿数据
• 回车
  从本地缓存拿数据

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