FreeBSD连载(90)：单服务器性能调整

剑心通明

调整服务器性能
　　前面介绍了Apache服务器的基本设置选项，通过调整这些设置，就能使Web服务器达到非常优秀的性能。此外，还可以调整操作系统的设置，包括重新定制整个系统，使之适合高负载的Web服务器。进一步，还可以利用Apache 提供的各种服务器技术，如FastCGI、PHP等，充分发挥Web服务器的作用。
　　调整Web服务器的性能，首先就要调整系统内核的性能，需要定制一个适合服务器要求的内核。此外，不要忘记使用egcc及更大的优化选项来编译Web服务器。

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  单服务器性能调整
  

　　由于Apache服务器具备高度的可配置性，因此通过调整其设置，可以极大的提升服务器的性能。对于Web 服务器，所面对的性能问题主要可以分为两个方面，一个为Web服务器提供静态网页的性能，另一个为产生动态网页时的性能。其中在产生动态网页时的性能下降是影响服务器性能的主要因素。

• 使用新特性提升性能
  

　　为了改善产生动态网页时的性能，可以尝试使用Apache能提供的新特性来帮助解决性能问题。虽然CGI和SSI 都能用于产生动态网页，但都各具缺点。CGI需要每次都要启动一个进程，因此增加了运行服务器的负担，而SSI功能简单，不适合大部分需要。因此为了增加服务器的性能，Web服务器的开发者考虑了各种不同的技术，以提高服务器提供动态网页时的运行速度。
　　增加产生动态网页的性能，可以从两个角度出发，一个基于原有的CGI程序，设法使得一个CGI进程能提供多次 CGI服务，而不必每次都重新产生进程，增加服务器负担，基于这种考虑的解决方式的代表为FastCGI，这是由OpenMarket 公司开发了一个基于CGI的新标准，一个FastCGI程序能驻留在系统中，和Web服务器通信，并多次回应CGI请求，而不必重新生成进程。FastCGI程序与标准CGI程序非常类似，仅仅需要简单的修改原有的CGI 程序，就能支持FastCGI。FreeBSD下没有支持FastCGI的Port，因此要支持FastCGI就需要重新手工编译安装。
　　另一个角度是从服务器端分析功能入手，既然SSI功能较弱，可以进一步在服务器内部提供更复杂的功能，PHP 就是一个代表，PHP具备丰富的数据库支持能力，因此非常流行。然而PHP却有相应的Port支持，因此可以使用 Ports Collection轻松安装PHP，同时这个Port还支持和mod_ssl相集成，可以通过选择同时集成 php3和mod_ssl。需要注意的是在安装之前仍然需要清除原有设置文件，以免带来不必要的麻烦。
　　Apache-PHP3具备一个预编译好的二进制软件包，如果不想重新编译Apache，可以直接使用这个软件包。要建立一个复杂的网站，至少要使用这个预编译好的软件包，以提供高效率的动态网页支持。
　　此外，由于CGI程序使用Perl编程的非常之多，因而一个非常有意义的作法为将perl解释器和Apache 集成在一起，这样在执行perl程序时就不需要重新载入Perl解释器了，这样同样也能数倍提高服务器的效率。支持集成perl到Apache中的模块为mod_perl，它充分发挥了perl的强大功能。在这种方式下，不但可以直接执行perl编写的CGI程序，还可以在嵌入perl语句，甚至使用perl控制Apache服务器的行为，包括使用perl来编写Apache的内部功能处理模块。mod_perl同样也没有Port Collection支持，需要自己下载软件重新编译Apache。
　　FastCGI、PHP3和嵌入的perl只是在Apache服务器上最流行的几种新特性，使用它们可以非常高效的完成动态网页的生成。这些新特性对于建立一个高负载的站点是必需的。但是，也没有必要同时都提供支持，不同的使用者会喜欢使用不同的动态网页生成方式。其中PHP3的安装和设置非常简单，它又是服务器端分析方式，因此是在做新站点时的首选方式。而如果有大量原有的CGI程序需要继承，就可以选择FastCGI，perl的忠实拥护者则会选择modperl。

• 调整系统设置
  

　　由于Apache服务器是采用传统的生成子进程的方式来提供服务的形式，这种形式比较适合服务比较复杂的情况，但性能却没有单进程的服务器高，尤其在高负载的情况下更是如此。一些使用单进程的Web服务器，都其声称提供静态网页的速度为Apache服务器的几倍，例如能通过Ports Collection安装的boa，或者另一个非常简单的服务器thttpd，它们提供静态网页的速度的确是Apache服务器无法与之相比的。当然，这些服务器除了因为其是单进程的服务，效率较高之外，还因为这些服务器没有提供复杂的特性，包括安全认证等，例如安全认证就需要Web服务器读取其上面各级目录的访问许可，这些额外的文件操作会明显降低服务器的效率。然而，由于执行CGI处理时，服务器都必须启动外部进程，这些简易的服务器就不再具备什么优势了。
　　因此，如果使用者仅仅是想提供简易的静态网页服务，完全可以不必使用Apache服务器，单进程服务器性能更好，但使用者也无法利用Apache服务器提供的各种优秀特性了。然而，即使是使用Apache服务器，对提高效率也提供了很多设置参数，如果能将这些参数调整的合适，就能进一步提高服务器的性能，缩小与单进程服务器性能的差别。
　　有些性能损失，如提供安全控制的特性造成的损失，只能尽量减少，而无法消除。为了减少这些特性造成的损失，对于安全控制，可以在设置文件中针对根目录指定AllowOverrider None禁止查找.htaccess文件，只对于特定需要访问控制的目录才打开访问控制功能。此外，还要设置XbitBack为Off来关闭缺省文档的SSI 功能，只使用AddHandler指令执行SSI文档。
　　除了高级特性找成的性能损失之外，还有的性能损失是由于子进程服务的方式造成的，Apache服务器在这个方面做了很大的努力，由于使用服务器的用户需求多种多样，因此缺省需求并不一定最适合服务器，便需要调整参数设置。
　　为了提升服务器性能，Apache服务器所做的一个有效的改动为使一个子进程能服务多次HTTP请求，这样就不再需要不断生成进程造成的性能损耗。但同时为了避免一个进程服务提供过多的次数的服务造成内存垃圾，Apache定义了一个MaxRequestPerChild来规定一个进程提供服务的次数，缺省设置为30。如果服务器提供的为静态网页，产生内存垃圾的机会就很少，可以将其设置为2000或者更高。即使服务器载入了各种不同的功能模块，产生内存垃圾的机会就多一些，可以相应将这个值的设置降低一些。
　　此外，还可以定义另一个参数MaxClients，用于设置Apache服务器可以同时拥有的最多进程数。进程数目越多，那么占用的内存数量就越大，一旦占用的内存超过系统的物理内存，那么就必须有多余的进程被交换到交换空间中，这样的事情一旦发生，服务器的效率就急剧降低了。因此，即使希望服务器能同时提供较多的服务，也不能超过服务器的物理内存限制进行设置。通常这可以通过计算进行估计，根据每个httpd守护进程占用空间的大小计算出这个数值的上限。或者可以根据系统维护命令，如top等，观察每个子进程占用的空间及系统内存分配情况。一般来讲，Apache服务器占用的空间并不会特别厉害，但一旦载入特别的模块，特别是modperl，它就会使用较多的内存。
　　原则上虽然可以使用物理内存来估算MaxClients的值，但是一方面还要考虑CPU的处理能力，当系统进程过多的时候，系统在进程之间切换造成的资源损失太大，就得不偿失了（top命令中的CPU利用率选项中，有一项sys 就用于标识内核占用的处理器处理时间的比率，这一个比率不应该过大）。另一方面，由于FreeBSD是合并内存和磁盘缓冲区的机制，因此应该给磁盘缓冲区留下一定的大小，毕竟Web服务器中磁盘I/O的性能也非常重要。
　　FreeBSD中，编译时设定了最大的客户进程数为512，这是一个硬性设置，不能通过配置文件来更改的。如果想想将MaxCliets设置为大于512，就必须使用新的HARD_SERVER_LIMIT定义重新编译Apa che服务器。在非Ports Collection编译的Apache版本中，它的缺省设置为256。
　　因此就需要综合考虑这些因素来设置MaxClients，首先要为磁盘缓冲区留下足够的空间，并以不交换到交换设备上为原则，定出一个上限值，然后根据处理器的情况进行分析。如果这个站点主要提供的是静态网页，那么对处理器的要求不大，就可以设置MaxClients为接近内存许可的上限值。如果这个站点有很多CGI程序，尤其是当这些CGI 程序需要执行繁重的处理任务时，那么系统启动过多的CGI程序，都不会迅速结束，反而不如让系统启动较少的CGI程序效率高，因此就要考虑适当降低MaxClients的设置。
　　考虑Maxclients设置的前提是同时有超出现有Maxclients设置的并发请求发生，如果系统本来就没有那么多的并发请求，就不必考虑增加这个设置的值，而应该使用最大并发访问请求数来设置这个参数。
　　为了确定服务器的最优设置，可以通过使用Apache提供的一个性能测试软件ab来进行模拟访问，这个程序缺省被安装到/usr/local/sbin中。例如使用ab向本地服务器的一个网页同时发起50个连接，共进行1000次连接，就执行：
bash-2.02$ /usr/local/sbin/ab -n 1000 -c 50 localhost/
This is ApacheBench, Version 1.2
Copyright (c) 1996 Adam Twiss, Zeus Technology Ltd, http://www.zeustech.net/
Copyright (c) 1998-1999 The Apache Group, http://www.apache.org/

Server Software:        Apache/1.3.4
Server Hostname:        localhost
Server Port:            80

Document Path:          /
Document Length:        360 bytes

Concurrency Level:      50
Time taken for tests:   3.881 seconds
Complete requests:      1000
Failed requests:        0
Total transferred:      607212 bytes
HTML transferred:       360720 bytes
Requests per second:    257.67
Transfer rate:          156.46 kb/s received

Connnection Times (ms)
              min   avg   max
Connect:        0     0     1
Processing:    26   190  1034
Total:         26   190  1035
　　先调整相应的设置，然后使用ab模拟真实情况下的连接，来测试服务器的性能，并进一步调整参数以获得最佳的设置。
　　为了避免服务器进程在系统空闲时被无意义的杀死，可以简单的将MinSpareServers、MaxSpa reServers和StartServers的值设置为与MaxClients的值相同。这种设置方式对于总是处于重负载的专业Web站点的设置方式，对于业余站点，就没有必要如此设置，这些值都可以设置得较小，以便来没有客户访问时，系统负载可以降低，留出处理能力完成其他任务。


本文来自ChinaUnix博客，如果查看原文请点：http://blog.chinaunix.net/u/4206/showart_516568.html