一,Apache三种MPM介绍

Apache 2.X 支持插入式并行处理模块,称为多路处理模块(MPM)。在编译apache时必须选择也只能选择一个MPM,对类UNIX系统,有几个不同的MPM可供选择,它们会影响到apache的速度和可伸缩性。这三种MPM记录于conf/extra/httpd-mpm.conf文件中。

Prefork MPM:这个多路处理模块(MPM)实现了一个非线程型的、预派生的web服务器,它的工作方式类似于Apache 1.3。它适合于没有线程安全库,需要避免线程兼容性问题的系统。它是要求将每个请求相互独立的情况下最好的MPM,这样若一个请求出现问题就不会影响到其他请求。

这个MPM具有很强的自我调节能力,只需要很少的配置指令调整。最重要的是将MaxClients设置为一个足够大的数值以处理潜在的请求高峰,同时又不能太大,以致需要使用的内存超出物理内存的大小。

Worker MPM:此多路处理模块(MPM)使网络服务器支持混合的多线程多进程。由于使用线程来处理请求,所以可以处理海量请求,而系统资源的开销小于基于进程的MPM。但是,它也使用了多进程,每个进程又有多个线程,以获得基于进程的MPM的稳定性。

每个进程可以拥有的线程数量是固定的。服务器会根据负载情况增加或减少进程数量。一个单独的控制进程(父进程)负责子进程的建立。每个子进程可以建立ThreadsPerChild数量的服务线程和一个监听线程,该监听线程监听接入请求并将其传递给服务线程处理和应答。

不管是Worker模式或是Prefork 模式,Apache总是试图保持一些备用的(spare)或者是空闲的子进程(空闲的服务线程池)用于迎接即将到来的请求。这样客户端就不需要在得到服务前等候子进程的产生。

Event MPM:以上两种稳定的MPM方式在非常繁忙的服务器应用下都有些不足。尽管HTTP的Keepalive方式能减少TCP连接数量和网络负载,但是 Keepalive需要和服务进程或者线程绑定,这就导致一个繁忙的服务器会耗光所有的线程。 Event MPM是解决这个问题的一种新模型,它把服务进程从连接中分离出来。在服务器处理速度很快,同时具有非常高的点击率时,可用的线程数量就是关键的资源限 制,此时Event MPM方式是最有效的。一个以Worker MPM方式工作的繁忙服务器能够承受每秒好几万次的访问量(例如在大型新闻服务站点的高峰时),而Event MPM可以用来处理更高负载。值得注意的是,Event MPM不能在安全HTTP(HTTPS)访问下工作

二,配置三种MPM

查看Apache安装的MPM

$ apachectl -l Compiled in modules: core.c
  prefork.c
  http_core.c
  mod_so.c

如果你看到perfork.c则表示当前为perfork MPM模式。worker.c则表示为worker MPM模式。event.c则表示为event MPM模式。

Prefork 是UNIX平台上默认的MPM,它所采用的预派生子进程方式也是apache 1.3中采用的模式。prefork 本身并没有使用到线程,2.0 版本使用它是为了与1.3版保持兼容性;另一方面,perfork用单独的子进程来处理不同的请示,之进程之间是彼此独立的,这也使其成为最稳定的MPM之一。

配置Apache的MPM
需要的apache 配置安装的时候需要指定模式:

$ ./configure --prefix=/usr/local/apache2worker --enable-so --with-mpm=worker
$ make
$ make install

配置Event MPM 
同我上面的方法一样,只需要在安装的时候加上以下参数: –enable-nonportable-atomics=yes
需要注意的是Event MPM对于老的CPU可能是不支持的。

三,三种MPM参数分析

3.1 perfork MPM分析

 mpm_prefork_module> StartServers             5  #数量的服务器进程开始
    MinSpareServers          5  #最小数量的服务器进程,保存备用
    MaxSpareServers         10  #最大数量的服务器进程,保存备用
    MaxRequestWorkers      250  #最大数量的服务器进程允许开始
    MaxConnectionsPerChild   0  #每个服务器进程的最大连接数

prefork控制进程在最初建立“StartServers”个子进程后,为了满足MinSpareServers设置的需要创建一个进程,等待一秒钟,继续创建两 个,再等待一秒钟,继续创建四个……如此按指数级增加创建的进程数,最多达到每秒32个,直到满足MinSpareServers设置的值为止。这种模式 可以不必在请求到来时再产生新的进程,从而减小了系统开销以增加性能。MaxSpareServers设置了最大的空闲进程数,如果空闲进程数大于这个值,Apache会自动kill掉一些多余进程。这个值不要设得过大,但如果设的值比MinSpareServers小,Apache会自动把其调整为 MinSpareServers+1。如果站点负载较大,可考虑同时加大MinSpareServers和MaxSpareServers。

MaxRequestsPerChild设置的是每个子进程可处理的请求数。每个子进程在处理了“MaxRequestsPerChild”个请求后将自动销毁。0意味着无限,即子进程永不销毁。虽然缺省设为0可以使每个子进程处理更多的请求,但如果设成非零值也有两点重要的好处:1、可防止意外的内存泄 漏。2、在服务器负载下降的时侯会自动减少子进程数。因此,可根据服务器的负载来调整这个值。

MaxRequestWorkers指令集同时将服务请求的数量上的限制。任何连接尝试在MaxRequestWorkerslimit将通常被排队,最多若干基于上ListenBacklog指令。在apache2.3.13以前的版本MaxRequestWorkers被称为MaxClients。

MaxRequestWorkers是这些指令中最为重要的一个,设定的是 Apache可以同时处理的请求,是对Apache性能影响最大的参数。其缺省值150是远远不够的,如果请求总数已达到这个值(可通过ps -ef|grep http|wc -l来确认),那么后面的请求就要排队,直到某个已处理请求完毕。这就是系统资源还剩下很多而HTTP访问却很慢的主要原因。虽然理论上这个值越大,可以处理的请求就越多,但Apache默认的限制不能大于256。

3.2 worker MPM分析

 mpm_worker_module> StartServers             3  #初始数量的服务器进程开始
    MinSpareThreads         75  #最小数量的工作线程,保存备用
    MaxSpareThreads        250  #最大数量的工作线程,保存备用
    ThreadsPerChild         25  #固定数量的工作线程在每个服务器进程
    MaxRequestWorkers      400  #最大数量的工作线程
    MaxConnectionsPerChild   0  #每个服务器进程的最大连接数

Worker由主控制进程生成“StartServers”个子进程,每个子进程中包含固定的ThreadsPerChild线程数,各个线程独立地处理请求。同样, 为了不在请求到来时再生成线程,MinSpareThreads和MaxSpareThreads设置了最少和最多的空闲线程数;

而MaxRequestWorkers设置了同时连入的clients最大总数。如果现有子进程中的线程总数不能满足负载,控制进程将派生新的子进程。

例如:5 StartServers x 25 ThreadsPerChild = 125 MaxRequestWorkers。

MinSpareThreads和MaxSpareThreads的最大缺省值分别是75和250。这两个参数对Apache的性能影响并不大,可以按照实际情况相应调节 。

ThreadsPerChild是worker MPM中与性能相关最密切的指令。ThreadsPerChild的最大缺省值是64,如果负载较大,64也是不够的。这时要显式使用 ThreadLimit指令,它的最大缺省值是20000。

Worker模式下所能同时处理的请求总数是由子进程(StartServers)乘以ThreadsPerChild值决定的,应该大于等于MaxRequestWorkers。如果负载很大,现有的子进程数不能满足时,控制进程会派生新的子进程。默认最大的子进程总数是16,加大时也需要显式声明ServerLimit(最大值是20000)。需要注意的是,如果显式声明了ServerLimit,那么它乘以 ThreadsPerChild的值必须大于等于MaxRequestWorkers,而且MaxRequestWorkers必须是ThreadsPerChild的整数倍,否则 Apache将会自动调节到一个相应值。

3.3 event MPM分析

 mpm_event_module> StartServers             3  #初始数量的服务器进程开始
    MinSpareThreads         75  #最小数量的工作线程,保存备用
    MaxSpareThreads        250  #最大数量的工作线程,保存备用
    ThreadsPerChild         25  #固定数量的工作线程在每个服务器进程
    MaxRequestWorkers      400  #最大数量的工作线程
    MaxConnectionsPerChild   0  #每个服务器进程的最大连接数 
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apache工作模式梳理
 
apache目前主要有两种模式:prefork模式和worker模式:
1)prefork模式(默认模式)
prefork是Unix平台上的默认(缺省)MPM,使用多个子进程,每个子进程只有一个线程。每个进程在某个确定的时间只能维持一个连接,效率高,但内存占用量比较大。
这个多路处理模块(MPM)实现了一个非线程型的、预派生的web服务器,它的工作方式类似于Apache 1.3。它适合于没有线程安全库,需要避免线程兼容性问题的系统。它是要求将每个请求相互独立的情况下最好的MPM,这样若一个请求出现问题就不会影响到其他请求。
2)worker模式
worker使用多个子进程,每个子进程有多个线程,每个线程在某个确定的时间只能维持一个连接,内存占用量比较小,适合高流量的http服务器。缺点是假如一个线程崩溃,整个进程就会连同其任何线程一起”死掉”,所以要保证一个程式在运行时必须被系统识别为”每个线程都是安全的”。此多路处理模块(MPM)使网络服务器支持混合的多线程多进程。由于使用线程来处理请求,所以可以处理海量请求,而系统资源的开销小于基于进程的MPM。但是它也使用了多进程,每个进程又有多个线程,以获得基于进程的MPM的稳定性。
apache模式的查看和安装
1.常看当前模式
如果apache已经安装,我们可以用"httpd -l"命令查看当前模式。若找到prefork.c则表示当前工作在prefork模式;同理出现worker.c则工作在worker模式。
如果apache还未安装,我们在编译安装的时候可以加入 --with-pem=(prefork|worker) 选项决定启用什么模式。
[root@master-node ~]# httpd -l
Compiled in modules:
core.c
prefork.c                   //说明当前是prefork模式
http_core.c
mod_so.c
2.切换模式
1)将当前的prefork模式启动文件改名
[root@master-node ~]# which httpd
/usr/sbin/httpd
[root@master-node ~]# mv /usr/sbin/httpd /usr/sbin/httpd.prefork
2)将worker模式的启动文件改名
[root@master-node ~]# mv /usr/sbin/httpd.worker /usr/sbin/httpd
[root@master-node ~]# httpd -l
Compiled in modules:
core.c
worker.c                  //说明已经切换成worker模式了
http_core.c
mod_so.c
3)修改Apache配置文件
[root@master-node ~]# vim /usr/local/apache2/conf/extra/httpd-mpm.conf
找到里边的如下一段,可适当修改负载等参数:
StartServers 2MaxClients 150MinSpareThreads 25MaxSpareThreads 75ThreadsPerChild 2
4)重新启动服务
[root@master-node ~]# /usr/local/apache2/bin/apachectl restart
处于稳定性和安全性考虑,不建议更换apache2的运行方式,使用系统默认prefork即可。另外很多php模块不能工作在worker模式下,例如redhat linux自带的php也不能支持线程安全。所以最好不要切换工作模式。
prefork和worker模式的比较
prefork模式使用多个子进程,每个子进程只有一个线程。每个进程在某个确定的时间只能维持一个连接。在大多数平台上,Prefork MPM在效率上要比Worker MPM要高,但是内存使用大得多。prefork的无线程设计在某些情况下将比worker更有优势:它可以使用那些没有处理好线程安全的第三方模块,并且对于那些线程调试困难的平台而言,它也更容易调试一些。
worker模式使用多个子进程,每个子进程有多个线程。每个线程在某个确定的时间只能维持一个连接。通常来说,在一个高流量的HTTP服务器上,Worker MPM是个比较好的选择,因为Worker MPM的内存使用比Prefork MPM要低得多。但worker MPM也由不完善的地方,如果一个线程崩溃,整个进程就会连同其所有线程一起"死掉"。由于线程共享内存空间,所以一个程序在运行时必须被系统识别为"每个线程都是安全的"。
总的来说,prefork方式速度要稍高于worker,然而它需要的cpu和memory资源也稍多于woker。
prefork模式配置详解
[root@master-node ~]# vim /usr/local/apache2/conf/extra/httpd-mpm.conf 找到下面的内容
ServerLimit 256StartServers 5MinSpareServers 5MaxSpareServers 10MaxClients 256MaxR
1)ServerLimit
默认的MaxClient最大是256个线程,如果想设置更大的值,就的加上ServerLimit这个参数。20000是ServerLimit这个参数的最大值。如果需要更大,则必须编译apache,此前都是不需要重新编译Apache。
生效前提:必须放在其他指令的前面
2)StartServers
指定服务器启动时建立的子进程数量,prefork默认为5。
3)MinSpareServers
指定空闲子进程的最小数量,默认为5。如果当前空闲子进程数少于MinSpareServers ,那么Apache将以最大每秒一个的速度产生新的子进程。此参数不要设的太大。
4)MaxSpareServers
设置空闲子进程的最大数量,默认为10。如果当前有超过MaxSpareServers数量的空闲子进程,那么父进程将杀死多余的子进程。此参数不要设的太大。如果你将该指令的值设置为比MinSpareServers小,Apache将会自动将其修改成"MinSpareServers+1"。
5)MaxClients 
限定同一时间客户端最大接入请求的数量(单个进程并发线程数),默认为256。任何超过MaxClients限制的请求都将进入等候队列,一旦一个链接被释放,队列中的请求将得到服务。要增大这个值,你必须同时增大ServerLimit。
6)MaxRequestsPerChild
每个子进程在其生存期内允许伺服的最大请求数量,默认为10000.到达MaxRequestsPerChild的限制后,子进程将会结束。如果 MaxRequestsPerChild为"0",子进程将永远不会结束。将MaxRequestsPerChild设置成非零值有两个好处:
1--可以防止(偶然的)内存泄漏无限进行,从而耗尽内存。
2--给进程一个有限寿命,从而有助于当服务器负载减轻的时候减少活动进程的数量。
worker模式配置详解
[root@master-node ~]# vim /usr/local/apache2/conf/extra/httpd-mpm.conf 找到下面的内容
StartServers 2MaxClients 150MinSpareThreads 25MaxSpareThreads 75ThreadsPerChild 25MaxRequestsPerChild 0
1)StartServers
服务器启动时建立的子进程数,默认值是"3"。
2)MaxClients
允许同时伺服的最大接入请求数量(最大线程数量)。任何超过MaxClients限制的请求都将进入等候队列。默认值 是"400",16(ServerLimit)乘以25(ThreadsPerChild)的结果。因此要增加MaxClients的时候,你必须同时增加ServerLimit的值。
3)MinSpareThreads
最小空闲线程数,默认值是"75"。这个MPM将基于整个服务器监视空闲线程数。如果服务器中总的空闲线程数太少,子进程将产生新的空闲线程。
4)MaxSpareThreads
设置最大空闲线程数。默认值是"250"。这个MPM将基于整个服务器监视空闲线程数。如果服务器中总的空闲线程数太多,子进程将杀死多余的空闲线程。 MaxSpareThreads的取值范围是有限制的。Apache将按照如下限制自动修正你设置的值:worker要求其大于等于 MinSpareThreads加上ThreadsPerChild的和。
5)ThreadsPerChild
每个子进程建立的常驻的执行线程数。默认值是25。子进程在启动时建立这些线程后就不再建立新的线程了。
6)MaxRequestWorkers = MaxClients 最大连接数
7)MaxRequestsPerChild 
设置每个子进程在其生存期内允许伺服的最大请求数量。到达MaxRequestsPerChild的限制后,子进程将会结束。如果MaxRequestsPerChild为"0",子进程将永远不会结束。将MaxRequestsPerChild设置成非零值有两个好处:
1--可以防止(偶然的)内存泄漏无限进行,从而耗尽内存。
2--给进程一个有限寿命,从而有助于当服务器负载减轻的时候减少活动进程的数量。
注意对于KeepAlive链接,只有第一个请求会被计数。事实上,它改变了每个子进程限制最大链接数量的行为。
总结
以前apache主流模式为prefork,现在worker模式也开始多了起来,区别来说,worker模式可以应对高流量,但是安全性不太好;prefork模式安全性比较好,但是性能会差一点,各位可以根据自己服务器的类别选取不同的模式,更好的使用apache。