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網際網路創業的準備——web server：apache、nginx、lighttpd與php module、fastcgi

測試環境：

vr.org 的 VPS

CPU：2核共享

記憶體：512M獨立

OS：Ubuntu 12.04 LTS x64

uname -a

[email protected]:~$ cat /etc/lsb-release 
DISTRIB_ID=Ubuntu
DISTRIB_RELEASE=12.04
DISTRIB_CODENAME=precise
DISTRIB_DESCRIPTION="Ubuntu 12.04 LTS"
[email protected]:~$ uname -a
Linux www.shaixuan.org 3.4.0-cloud #1 SMP Thu May 24 04:54:53 EDT 2012 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux
[email protected]:~$ top

top - 23:57:39 up  1:38,  2 users,  load average: 0.04, 0.03, 0.16
Tasks:  55 total,   1 running,  54 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
Cpu(s):  0.7%us,  0.4%sy,  0.0%ni, 97.6%id,  0.1%wa,  0.0%hi,  0.1%si,  1.1%st
Mem:    506764k total,   125264k used,   381500k free,     7736k buffers
Swap:   499708k total,        0k used,   499708k free,    70096k cached

軟體版本：Apache httpd 2.4.3、nginx 1.2.3、lighttpd 1.4.31、php 5.4.6

結論：

靜态伺服器：

并發：nginx（17000）> lighttpd（14000）> apache（5000）

注意：lighttpd開啟gzip壓縮時，無法禁用etag……不建議使用。參考：《高性能網站建設指南》

動态伺服器：

大約并發：nginx + php-fpm（1500）> lighttpd + spawn-fcgi（1000）>apache + php module（400）

注意：web server與fastcgi在同一個機器時，建議使用unix domain socket，比tcp socket效果好一點點。

雖然apache httpd 2.4 像 nginx一樣使用了epoll，但是性能還是比nginx低很多。

伺服器OS一定要使用Linux 2.6核心及更高，因為才能支援epoll。

建議伺服器使用Ubuntu server LTS x64，因為工程師PC使用Ubuntu x64較多（Ubuntu的顯示卡驅動安裝友善），這樣編譯部署都一緻。

Ubuntu、CentOS等各個Linux發行版對伺服器來說沒有差別，核心都一樣，挑一個順手的即可。

參考網際網路公司的web server：

163.com 靜态nginx
t.qq.com 靜态squid，動态nginx
taobao.com 靜态Tengine，動态Tengine（nginx衍生版）
小米論壇 靜态Tengine，動态Tengine
百度 靜态lighttpd，動态lighttpd（有etag）

測試過程：

Apache httpd 2.4.3

編譯參數：

apache

./configure --prefix=/usr/local/apache2 --with-apr=/usr/local/apr --with-apr-util=/usr/local/apr-util/ --with-pcre=/home/u1/pcre-8.30 --enable-so --enable-rewrite --enable-deflate --with-module=metadata:expires

MPM：預設event

httpd -V

[email protected]:/usr/local/apache2/bin# ./httpd -V
Server version: Apache/2.4.3 (Unix)
Server built:   Aug 26 2012 10:27:04
Server's Module Magic Number: 20120211:6
Server loaded:  APR 1.4.6, APR-UTIL 1.4.1
Compiled using: APR 1.4.6, APR-UTIL 1.4.1
Architecture:   64-bit
Server MPM:     event
  threaded:     yes (fixed thread count)
    forked:     yes (variable process count)
Server compiled with....
 -D APR_HAS_SENDFILE
 -D APR_HAS_MMAP
 -D APR_HAVE_IPV6 (IPv4-mapped addresses enabled)
 -D APR_USE_SYSVSEM_SERIALIZE
 -D APR_USE_PTHREAD_SERIALIZE
 -D APR_HAS_OTHER_CHILD
 -D AP_HAVE_RELIABLE_PIPED_LOGS
 -D DYNAMIC_MODULE_LIMIT=256
 -D HTTPD_ROOT="/usr/local/apache2"
 -D SUEXEC_BIN="/usr/local/apache2/bin/suexec"
 -D DEFAULT_PIDLOG="logs/httpd.pid"
 -D DEFAULT_SCOREBOARD="logs/apache_runtime_status"
 -D DEFAULT_ERRORLOG="logs/error_log"
 -D AP_TYPES_CONFIG_FILE="conf/mime.types"
 -D SERVER_CONFIG_FILE="conf/httpd.conf"

預設并發400，MaxRequestWorkers即以前的MaxClients，參考：http://httpd.apache.org/docs/2.4/mod/mpm_common.html#MaxRequestWorkers

<IfModule mpm_event_module>
    StartServers             3   
    MinSpareThreads         75  
    MaxSpareThreads        250 
    ThreadsPerChild         25  
    MaxRequestWorkers      400 
    MaxConnectionsPerChild   0   
</IfModule>

并發改成40000，提示錯誤，加上ServerLimit即可：

[email protected]:~$ sudo vi /usr/local/apache2/conf/extra/httpd-mpm.conf 
[email protected]:~$ sudo vi /usr/local/apache2/conf/httpd.conf
[email protected]:~$ sudo /etc/init.d/apache2 restart
AH00515: WARNING: MaxRequestWorkers of 40000 would require 1600 servers and 
 would exceed ServerLimit of 16, decreasing to 400.
 To increase, please see the ServerLimit directive.

nginx 1.2.3：

編譯參數：

View Code

./configure --prefix=/usr/local/nginx --with-pcre=/usr/local/pcre

lighttpd 1.4.31：

預設并發1024，server.max-fds最大可修改為65535，server.max-connections最大可修改為32767：

193 ##
194 ## As lighttpd is a single-threaded server, its main resource limit is
195 ## the number of file descriptors, which is set to 1024 by default (on
196 ## most systems).
197 ##
198 ## If you are running a high-traffic site you might want to increase this
199 ## limit by setting server.max-fds.
200 ##
201 ## Changing this setting requires root permissions on startup. see
202 ## server.username/server.groupname.
203 ##
204 ## By default lighttpd would not change the operation system default.
205 ## But setting it to 2048 is a better default for busy servers.
206 ##
207 server.max-fds = 2048
218 
219 ##
220 ## Fine tuning for the request handling
221 ##
222 ## max-connections == max-fds/2 (maybe /3)
223 ## means the other file handles are used for fastcgi/files
224 ##
225 server.max-connections = 1024

1、靜态伺服器測試

即apache、nginx、lighttpd性能對比。

伺服器相同配置 ：

開啟gzip、關閉etag

測試程式和web server在同一台伺服器上，測試指令：

ab -c 1000 -n 50000 http://localhost/index.html
siege -c 1000 -r 20 http://localhost/index.html

apache：html檔案13k，gzip壓縮為4.9k

header：

apache

測試結果：

并發  httpd子程序數 整機512M記憶體使用率 CPU使用率 iowait
3 19%
1000 10 30% 38%
3000 14 60% 38%
5000 10-30 65%-99% 20%-40% 0-30
8000 100 99% 3%-50% 20-100

nginx：html檔案13.2k，gzip壓縮為5.34k

header：

nginx

Request URL:http://shaixuan.org/index.html
Request Method:GET
Status Code:200 OK
Request Headersview source
Accept:text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8
Accept-Charset:UTF-8,*;q=0.5
Accept-Encoding:gzip,deflate,sdch
Accept-Language:zh-CN,zh;q=0.8,en-US;q=0.6,en;q=0.4
Cache-Control:no-cache
Connection:keep-alive
Host:shaixuan.org
Pragma:no-cache
User-Agent:Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; WOW64) AppleWebKit/537.8 (KHTML, like Gecko) Chrome/23.0.1251.2 Safari/537.8
Response Headersview source
Connection:keep-alive
Content-Encoding:gzip
Content-Type:text/html
Date:Mon, 03 Sep 2012 13:19:23 GMT
Last-Modified:Mon, 03 Sep 2012 12:33:45 GMT
Server:nginx/1.2.3
Transfer-Encoding:chunked

測試結果：

 并發 整機512M記憶體使用率 CPU使用率 iowait
29%
1000 35% 40%
3000 46% 43%
5000 55% 42% 0-1
8000 65% 45%
15000 88% 45%
17000 97% 47%

lighttpd：html檔案13k，gzip壓縮為4.96k

header：

lighttpd

Request URL:http://shaixuan.org/
Request Method:GET
Status Code:200 OK
Request Headersview source
Accept:text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8
Accept-Charset:UTF-8,*;q=0.5
Accept-Encoding:gzip,deflate,sdch
Accept-Language:zh-CN,zh;q=0.8,en-US;q=0.6,en;q=0.4
Cache-Control:max-age=0
Connection:keep-alive
Host:shaixuan.org
Pragma:no-cache
User-Agent:Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; WOW64) AppleWebKit/537.8 (KHTML, like Gecko) Chrome/23.0.1251.2 Safari/537.8
Response Headersview source
Accept-Ranges:bytes
Content-Encoding:gzip
Content-Length:4819
Content-Type:text/html
Date:Tue, 04 Sep 2012 12:51:42 GMT
ETag:"1028714895"
Last-Modified:Tue, 04 Sep 2012 12:29:10 GMT
Server:lighttpd/1.4.31
Vary:Accept-Encoding

測試結果：

 并發 整機512M記憶體使用率 CPU使用率 iowait
29%
1000
3000 46% 41% 0-6
5000 60% 40% 0-1
8000 75% 45%
12000 81% 35%
14000 87% 36%
16000 99% 40%

2、動态伺服器測試

即apache + php module、nginx + php-fpm、nginx + php-cgi、lighttpd + spawn-fcgi對比。

測試指令：

siege -c 1200 -r 20 http://localhost/phpinfo.php
/usr/local/apache2/bin/ab -c 100 -t 50 http://localhost/phpinfo.php

php版本 5.4.6，測試代碼phpinfo();

apache + php module：php檔案63.57k，gzip壓縮為11.21k

測試結果：

 并發 整機512M記憶體使用率 CPU使用率 iowait
29%
100 68% 8%
200 72% 10%
400 95% 10%
600 99% 15% 1-15

nginx + php-fpm（多個php-fpm子程序）：php檔案57.41k，gzip壓縮為10.84k

phpinfo顯示Server API：FPM/FastCGI

fastcgi的socket方式：tcp socket

php編譯參數：

php-fpm

./configure --prefix=/usr/local/php-fpm --enable-fpm --with-fpm-user=www-data --with-fpm-group=www-data --with-curl --with-mcrypt --enable-mbstring --enable-pdo --with-pdo-mysql=mysqlnd --with-mysqli=mysqlnd --enable-zip

測試結果：

 并發 整機512M記憶體使用率 CPU使用率 iowait siege成功率
33%
100 37% 8% 100%
200
400 45% 10% 99.96%
800 55% 14個php-fpm，每個5.9M 12% 96.31%
1000 60% 10% 90.77%
1200 69%，Linux file限制，測試出錯 30%

nginx + php-fpm（多個php-fpm子程序）：php檔案54.57k，gzip壓縮為9.16k

phpinfo顯示Server API：FPM/FastCGI

fastcgi的socket方式：unix domain socket

測試結果：

 并發 整機512M記憶體使用率 CPU使用率 iowait siege成功率
32%
100 35% 7% 100%
200 40% 12% 100%
400 43% 14% 100%
800 55% 14% 96.70%
1000 60% 21個php-fpm，每個5.9M 14% 92.02%
1200 50%，Linux file限制，測試出錯 50% 49%

nginx + 一個php-cgi：php檔案64.65k，gzip壓縮為11.89k 

sudo /usr/local/php-fpm/bin/php-cgi -b 9000 -q

php-cgi可以常駐（long-live）監聽一個端口，是以是fastcgi，但是由于沒有程序管理器，隻能啟動一個程序，并發承受力低。

phpinfo顯示Server API：FPM/FastCGI

測試結果：

并發100時，經過5秒，php-cgi崩潰退出。

lighttpd + lighttpd自帶的spawn-fcgi程序管理器（多個php-cgi子程序）：php檔案58.68k，gzip壓縮為9.83k 

phpinfo顯示Server API：CGI/FastCGI

fastcgi的socket方式：unix domain socket

lighttpd的fastcgi.conf配置：

fastcgi.server

22 fastcgi.server = ( ".php" =>
 23                    ( "php-local" =>
 24                      (
 25                        "socket" => socket_dir + "/php-fastcgi-1.socket",
 26                        "bin-path" => "/usr/local/php-fpm/bin/php-cgi",
 27                        "max-procs" => 2,
 28                        "broken-scriptfilename" => "enable",
 29                        "bin-environment" => (
 30                          "PHP_FCGI_CHILDREN" => "16",
 31                          "PHP_FCGI_MAX_REQUESTS" => "500",
 32                        ),
 33                      )
 34                    ),

測試結果：

 并發 整機512M記憶體使用率 CPU使用率 iowait siege成功率
53% 34個php-cgi程序，每個3M
100 65% 每個5.3M 10%
200 65% 每個5.7M 10% 100%
400 72% 每個5.7M 11% 100%
800 84% 每個5.7M 10% 99.49%
1000 90% 每個5.7M 12% 97.41%
1200 Linux file限制，測試出錯

參考資料：

http://www.cnblogs.com/killkill/archive/2010/04/14/1711810.html

http://httpd.apache.org/docs/2.4/mod/mpm_common.html#MaxRequestWorkers

http://www.php.net/manual/zh/install.fpm.php

http://www.niutian365.com/blog/article.asp?id=263

http://redmine.lighttpd.net/projects/1/wiki/Docs_ModCompress

http://redmine.lighttpd.net/projects/lighttpd/wiki/Docs_PerformanceFastCGI

http://php.net/manual/zh/install.unix.lighttpd-14.php

http://www.361way.com/mpm/1052.html

http://blog.chinaunix.net/uid-13939710-id-2861331.html

http://www.yylib.com/blog/?p=70

http://kb.cnblogs.com/page/95605/

http://www.dbanotes.net/web/lighttpd_spawn-fcgi.html

http://www.mike.org.cn/articles/what-is-cgi-fastcgi-php-fpm-spawn-fcgi/

http://www.php.net/manual/zh/install.unix.apache2.php

http://ferreousbox.iteye.com/blog/196212

http://nigelzeng.iteye.com/blog/1197339

http://blog.csdn.net/tujiyue/article/details/7027134

運維 php epoll
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