主流WEB服务器的多线程和多进程模型的选用

参考

多进程单线程模型;

这类访问模型, 每一个请求都对应开辟一个新的进程, 在进程内是单线程的。
优点:
  • 编程相对容易;通常不需要考虑锁和同步资源的问题。
  • 更强的容错性:比起多线程的一个好处是一个进程崩溃了不会影响其他进程。
  • 有内核保证的隔离:数据和错误隔离。

对于使用如C/C++这些语言编写的本地代码,错误隔离是非常有用的:采用多进程架构的程序一般可以做到一定程度的自恢复;(master守护进程监控所有worker进程,发现进程挂掉后将其重启)

缺点:

进程切换开销大, 密集访问带会来的并发问题。

例子:
  • php-fpm的fast-cgi进程管理模式, 每个线程只能处理一个客户端连接。所以ningx+php-fpm一直被诟病, 静态处理可以, 动态处理不行。
  • nginx主流工作模式是多进程单线程 & 多路IO复用模型(当然nginx也是支持多线程的方式的,只是我们主流的方式还是多进程的方式),但是每个线程可以处理多个客户端的访问,这也成就了它的并发性能。
  • apache的prefork模式
  • 几乎所有的web server服务器服务都有多进程单线程模式。

单进程多线程模型;

这类访问模型, 服务器启动时一个进程, 每个WEB项目是部署一个线程池, 每一个请求针对该项目的请求都对应开辟一个新的线程存于线程池, 在线程内又可以开辟子线程。
优点:
  • 创建速度快,方便高效的数据共享

  • 共享数据:多线程间可以共享同一虚拟地址空间;多进程间的数据共享就需要用到共享内存、信号量等IPC技术;

  • 较轻的上下文切换开销 - 不用切换地址空间,不用更改寄存器,不用刷新TLB。
    提供非均质的服务 , 如果全都是计算任务,但每个任务的耗时不都为1s,而是1ms-1s之间波动;这样,多线程相比多进程的优势就体现出来,它能有效降低“简单任务被复杂任务压住”的概率;

缺点:

只有一个进程,一旦其中出现一个错误,整个进程都有可能挂掉。你当然可以为ta编写一个“守护程序”来重启,但是重启期间,你的服务器是真的“挂掉了”。

例子:

tomcat有三种工作模式, 在NIO模式下启动一个tomcat就是一个进程, 每个针对项目的访问都对应一个线程,如果闲置线程占用满了就会开辟新的线程,直到达到设定的最大线程。
tomcat三种线程模型
详解tomcat的连接数与线程池


服务器工作模式就是服务器在运行时候的内存分配,进程和线程的使用方式。

Apache工作模式详解

Apache有一共有三种稳定的MPM(Multi-Processing Module,多进程处理模块)模式,其中 最常使用和最新的是prefork工作模式

在linux(centos)下使用#http –l 命令可以查看当前使用的工作模式。也可以使用#apachectl -l命令。

  • http –l
  • apachectl –l
worker工作模式(与php配合不好,或者说暂时用不上)

worker模式由于使用线程来进行处理请求,所以能够处理海量请求,而系统资源的开销要小于基于进程的服务器。同时worker模式也使用了多进程,每个进程又有着多个线程,以获得基于进程服务器的稳定性。

event模式

event模式由于把服务进程从链接中分离出来,在开启KeepAlive场合下相对worker模式能够承受的了更高的负载。event模式为 worker开发的变种模式,配置以及指令与worker完全相同。不过event模式不能很好的支持https的访问,有时还会出现一系列的问题

prefork工作模式 ---主流

prefork工作模式是linux下apache安装时候的默认工作模式,是使用最普遍的工作模式。为了能够简单的明白他的工作原理,下面是一个假设:
有一台正在运行的apache服务器,用户A访问该apache的时候apache建立一个新的进程1处理用户A的请求。
这时又有一个用户B访问该apache,apache又建立一个新的进程2处理用户B的请求。
后来又有用户C,D,E访问该apache,apache又建立三个进程3,4,5处理他们的请求。

那么如果有5个用户同时访问apache,apache第一次建立的5个进程全部用光了,所以apache就再从新在建立5个进程,等待下一批用户的请求。
prefork模式会根据服务器的硬件情况,设定apache最多只能同时建立256个进程。再多的请求就只能等待前面的进程处理完毕在进行处理。

上面的假设就是prefork模式的工作原理。但是上面假设中具体的数字不是定死的,而是通过prefork模式的配置来设置的。
Apache实现多进程模型的原理


服务器工作模式就是服务器在运行时候的内存分配,进程和线程的使用方式。

Nginx工作模式详解

nginx是一个多进程/多线程高性能web服务器,在linux系统中,nginx启动后会以后台守护进程(daemon)的方式去运行,后台进程包含一个master进程和多个worker进程(这个数量可以在nginx.conf配置文件中worker_processes这个参数设置)。

每个worker里面只有一个主线程,那能够处理的并发数很有限啊,多少个worker就能处理多少个并发,何来高并发呢?非也,这就是nginx的高明之处,nginx采用了 异步非阻塞的方式来处理请求,也就是说,nginx是可以同时处理成千上万个请求的。

简单的说,worker进程的主线程线程可以处理多个客户端的访问,这也成就了它的并发性能。

master主进程主要用来管理worker进程,主要作用是:读取并验正配置信息,接收来自客户端的的请求,向各worker进程发送信号,监控worker进程的运行状态,当worker进程退出后(异常情况下),会自动重新启动新的worker进程。而用户的请求则是worker进程来响应的。

多个 worker子进程将监听同一个端口,并行处理请求。

图片.png

worker 进程数应该设置为等于 CPU 的核数,高流量并发场合也可以考虑将进程数提高至 CPU 核数 * 2。


nginx与apache的比较

Nginx使用了最新的epoll(Linux 2.6内核)和kqueue(freebsd)网络I/O模型,而Apache则使用的是传统的select模型。

处理大量的连接的读写,Apache所采用的select网络I/O模型非常低效。

Apache的优点:

1、rewrite ,比nginx 的rewrite 强大;
2、模块超多,基本想到的都可以找到;
3、bug少 ,nginx的bug相对Apache较多;
4、超稳定,最核心的区别在于apache是同步多进程模型,一个连接对应一个进程;nginx是异步的,多个连接(万级别)可以对应一个进程。

nginx的优点:

1、轻量级,同样起web 服务,比apache 占用更少的内存及资源;
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;
3、高度模块化的设计,编写模块相对简单;
4、社区活跃,各种高性能模块发布迅速。

总结

Nginx 静态处理性能比 Apache 高 3倍以上
Apache 对 PHP 支持比较简单,Nginx 需要配合其他后端用
Apache 的组件比 Nginx 多
nginx处理动态请求是鸡肋,一般动态请求要apache去做,nginx只适合静态和反向。

什么是动态请求和静态请求?二者的区别在哪里?

静态请求请求后缀html就是静态的,直接请求网页文件资源。

动态页面是以ASP、PHP、JSP、Perl、或CGI等编程语言制作使用的, 有模板直接渲染前端页面。动态页面又叫动态链接,英文写法是:Dynamic URL

我们经常会看到,在地址栏里有一些网址特别长,而且还带有“?”,这样的链接一般是动态链接,其所对应的页面就是动态页面。

注意, 动态请求并不代表是访问后端获取数据接口的请求, 而是由后端直接渲染前端页面。一般属于前后端不分离项目的特征

所以,php前后端分离的项目, 首推Nginx+php-fpm。

现在 Nginx 才是 Web 服务器的首选

如果单台服务器的话,NGINX+APACHE+PHP 纯粹多此一举,多了一次请求转发,效率肯定低,而且现在FPM已经足够稳定。完全没必要。
php+apache 和 php+nginx的区别
Nginx+PHP与Apache+PHP性能对比

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