Apache与Nginx的比较

Apache和Nginx都属于Web服务器,两者都实现了HTTP 1.1协议。

1- Apache

1.1- Apache 概述

Apache HTTP Server是Apache软件基金会的一个开放源代码的网页服务器,可以在大多数计算机操作系统中运行,由于其跨平台和安全性。被广泛使用,是最流行的Web服务器端软件之一。它快速、可靠并且可通过简单的API扩充,将Perl/Python等解释器编译到服务器中。 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。

1.2- Prefork MPM

使用多个子进程,但每个子进程不包含多线程。每个进程只处理一个连接。在许多系统上它的速度和worker MPM一样快,但是需要更多的内存。这种无线程的设计在某些性况下优于worker MPM,因为它可在应用于不具备线程安全的第三方模块上(如 PHP3/4/5),且在不支持线程调试的平台上易于调试,另外还具有比worker MPM更高的稳定性。

1.3- Worker MPM

使用多个子进程,每个子进程中又有多个线程。每个线程处理一个请求,该MPM通常对高流量的服务器是一个不错的选择。因为它比prefork MPM需要更少的内存且更具有伸缩性。

1.4- 空闲子进程

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。

1.5- Event MPM

目前不太稳定

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。

2- Nginx架构

Nginx 高性能,与其架构有关。

2.1- 概述

Nginx架构: nginx运行时,在unix系统中以daemon形式在后台运行,后台进程包含一个master进程和多个worker进程。Nginx以多进程形式工作,也支持多线程方式,丹nginx默认采用多进程方式,也是主流方式。

Apache与Nginx的比较_第1张图片
2.2- Nginx多进程模式

多进程模式,会有一个master进程和多个worker进程。
Master进程管理worker进程,包括:
接收来自外界的信号;
向各worker进程发送信号;
监控work进程状态;
当worker退出后(异常情况下),自动重新启动新worker进程。

多个worker进程之间对等,竞争来自客户端的请求,一个请求,只会在一个worker中处理,一个worker进程不会处理其他进程的请求。
Worker进程个数的设置,一般设置与机器cpu核数一致。

进程模式的好处:
每个worker进程相互独立,无需加锁,节省锁开销;
采用独立的进程,不会相互影响,一个进程退出,其他进程服务不会中断;
Worker异常退出,会导致当前worker上的所有请求失败,不过不会影响所有请求,降低了风险。

多进程模式对并发的支持
每个worker只有一个主线程,采用异步非阻塞方式来处理请求,使得nginx可以同时处理成千上万个请求。相比Apache,每个请求会独占一个工作线程,并发上千时,就同时有几千的线程在处理请求,线程带来的内存占用很大,线程的上下午切换带来的cpu开销也大,性能就上不去了。

2.3- 异步非阻塞IO模式

支持大量的并发,这里的并发请求,是指未处理完的请求,线程只有一个,同时处理的请求只有一个,只是在请求间不断切换,切换是因为异步事件未准备好,主动让出的。这里的切换没有什么代价,可以理解为在循环处理多个准备好的事件,事实上也是。与多线程相比,这种事件处理方式有很大优势,不需创建线程,每个请求占用的内存也很少,没有上下文切换,事件处理非常轻量级,没有上下文切换的开销,更多并发,只会占更多的内存而已。现在的网络服务器基本都采用这种方式,也是nginx性能高效的主要原因, 推荐设置worker数与cpu的核数一致,因为更多的worker,会导致进程竞争cpu资源,从而带来不必要的上下文切换。
参考Java AIO-Proactor模式

2.4- Nginx 处理请求

Worker进程是怎么处理请求的呢?
一个连接请求过来,每个进程都有可能处理这个连接。Worker进程是从master进程fork出来的,在master进程里,先建立好需要listen的socket(listenfd)后,然后再fork出多个worker进程。所有worker进程的listenfd会在新连接到来时变得可读,为了保证只有一个进程处理该连接,所有worker进程在注册listenfd读事件前抢accept_mutex,抢到互斥锁的那个进程注册listenfd读事件,在读事件里调用accept接受该连接。当一个worker进程在accept这个连接之后,开始读取请求,解析请求,产生数据后,再返回给客户端,最后才断开连接,这就是一个完整的请求处理。一个请求,完全由worker处理,且只在一个worker里处理。

3- Nginx相对apache比较

3.1- Nginx相对apache的优点
  • 轻量级,比apache 占用更少的内存及资源
  1. 静态处理,Nginx 静态处理性能比 Apache 高 3倍以上
  2. 抗并发,nginx 处理请求是异步非阻塞的,而apache则是阻塞型的,在高并发下nginx 能保持低资源低消耗高性能。Apache易出现进程数飙升,从而拒绝服务的现象。
  3. 高度模块化的设计,编写模块相对简单
  4. 社区活跃,各种高性能模块较多
3.2 apache 相对nginx 的优点
  • rewrite ,比nginx 的rewrite 强大
  1. 模块超多,基本想到的都可以找到
  2. 少bug ,nginx 的bug 相对较多,超稳定。

参考链接
淘宝:Nginx原理架构
http://blog.csdn.net/tjcyjd/article/details/50695922
http://www.jianshu.com/p/90831a94ce43

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