Apache Prefork、Worker和Event三种工作模式分析

[root@AY140716161543837722Z /]# apachectl -l
Compiled in modules:
  core.c
  prefork.c
  http_core.c
  mod_so.c

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

<IfModule 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
</IfModule>

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

<IfModule 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
</IfModule>

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

<IfModule 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
</IfModule>

参考资料：Apache Prefork、Worker和Event三种MPM分析