Linux网络服务-Web Service之【Apache-Prefork、Worker和Event三种工作模式分析】(二)

一，Apache简介：

       上章中已经提到http是协议，而且它的特性之一就是基于C/S模式，那么予以实现这个协议的软件或者说是程序有许多，例如：ASF: httpd、nginx、lighttpd、gws、IIS、jetty、resin，而客户端又可以分为GUI和CLI,GUI:IE、Firefor、Safari、Chrome、Opera；CLI:elinks、curl。

那下面我们用到的是httpd,俗称Apache.

httpd是一种高度模块化设计Web服务软件

其中：

core(核心) + modules(外围模块)；
DSO: Dynamic Shared Object(动态共享对象)，我们在编译时可以选择对我们有用的模块，选择后还可以进一步的指定启用否；
MPM： Multipath Processing Module(多道处理模块)；它是httpd的特性，是一种统称，并非是一个模块，而是对一种特性的称谓；

下面内容我们将了解到MPM的三个模块各自的特性：

二，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。

PreforkMPM：

       这个多道处理模块(MPM)实现了一个非线程型的、预派生的web服务器，prefork模型原理会为每个请求创建一个新进程。多余的进程保持空闲，以处理传入的请求，这缩短了启动延迟。

       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。

WorkerMPM：

       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。

EventMPM：

       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。

三，配置三种MPM

查看、配置Apache安装的MPM

[root@GMQ ~]# httpd -l #→列出支持使用的非DSO模块
Compiled in modules:
  core.c
  prefork.c
  http_core.c
  mod_so.c
[root@GMQ ~]# httpd -M #→列出已经装载的所有DSO以及非DSO模块
Loaded Modules:
 core_module (static)
 mpm_prefork_module (static)
 http_module (static)
 so_module (static)
 auth_basic_module (shared)
 auth_digest_module (shared)
 authn_file_module (shared)
 authn_alias_module (shared)
 authn_anon_module (shared)
 authn_dbm_module (shared)
#→注意:我使用的是CentOS6.5自带的httpd软件，并且当前默认支持的就是prefork MPM，虽然它携带了event MPM,但是也只是作为实验性.
[root@GMQ ~]# uanem -a
Linux GMQ 2.6.32-431.el6.x86_64 #1 SMP Fri Nov 22 03:15:09 UTC 2013 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux
[root@GMQ ~]# httpd -V
Server version: Apache/2.2.15 (Unix)
#→若要想此httpd版本也支持worker MPM则需要修改配置文件:
[root@GMQ ~]# vim /etc/sysconfig/httpd
#HTTPD=/usr/sbin/httpd.worker #将此行复制到下面并取消注释
HTTPD=/usr/sbin/httpd.worker
[root@GMQ ~]# ps -aux #→用此命令可以看到当前使用的是worker MPM了:
root     36393  0.0  0.4 186560  4108 ?        Ss   15:42   0:00 /usr/sbin/httpd.worker
apache   36396  0.0  0.5 530820  5368 ?        Sl   15:42   0:00 /usr/sbin/httpd.worker
apache   36397  0.0  0.5 530820  5372 ?        Sl   15:42   0:00 /usr/sbin/httpd.worker
apache   36398  0.0  0.5 530820  5372 ?        Sl   15:42   0:00 /usr/sbin/httpd.worker
#→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。
#→如果想使用event MPM则需要使用高版本的httpd，例如最新的2.4.

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。

四，三种MPM参数分析

1） perfork MPM分析

[root@GMQ ~]# cat /etc/httpd/conf/httpd.conf #→查看prefork在apache里的默认配置
<IfModule prefork.c>
StartServers       8        #→默认启动的工作进程数;
MinSpareServers    5        #→最少空闲工作进程数，保存备用
MaxSpareServers   20        #→最大空闲工作进程数,保存备
ServerLimit      256        #→最大活动工作进程数；
MaxClients       256        #→并发请求的最大数；
MaxRequestsPerChild  4000   #→每个子进程在生命周期内所能够服务的最多请求个数
</IfModule>

       prefork模型原理会为每个请求创建一个新进程。多余的进程保持空闲，以处理传入的请求，这缩短了启动延迟。这里预先建立完成控制进程在最初建立“StartServers“个子进程后，为了满足”MinSpareServers“设置的需要创建若干进程，直到满足”MinSpareServers“设置的值为止。这就是预派生(prefork)的由来。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”。

        "MaxClients"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（可查询ps -ef|grep apache|wc-l），那么后面的请求就要排队，直到某个已处理请求完毕。这就是为什么系统资源还剩下很多而HTTP访问却还很慢。

          如果 MaxClients设置过高，那么所有客户机也将体验到糟糕的服务，因为 Web服务器会试图换出一个进程，以使另一个进程能够运行。而设得过低意味着可能会不必要地拒绝服务。MaxClients 的值超过256，必须将 ServerLimit 也设为同样的数值.ServerLimit是活动子进程数量的硬限制。

       "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:可防止意外的内存泄漏；在服务器负载下降的时侯会自动减少子进程数。

       以下是经过调整优化了参数配置:

[root@GMQ ~]# vim  /etc/httpd/conf/httpd.conf
<IfModule mpm_prefork_module>
    ServerLimit           2000
    StartServers          10
    MinSpareServers       10
    MaxSpareServers       15
    MaxClients            2000
    MaxRequestsPerChild   10000
</IfModule>

2）worker MPM分析

[root@GMQ ~]# cat /etc/httpd/conf/httpd.conf#→查看worker在apache里的默认配置
<IfModule worker.c>
StartServers         4  #→启动的子进程的个数;
MaxClients         300  #→并发请求的最大数,保存备用;
MinSpareThreads     25  #→最小空闲线程数;保存备用;
MaxSpareThreads     75  #→最大空闲线程数;
ThreadsPerChild     25  #→每个子进程可生成的线程数；
MaxRequestsPerChild  0  #→每个子进程在生命周期内所能够服务的最多请求个数，0表示不限定;
</IfModule>

       worker的工作原理是，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"MaxClients"设置了所有子进程中的线程总数。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。

       "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workerMPM中与性能相关最密切的指令。这个指令设置了每个进程建立的进程数。子进程在启动时建立这些线程后就不在建立新的线程了。每个进程所拥有的所有线程的总数足够大，以便可以处理可能的请求高峰。

       worker模式下所能同时处理的请求总数是由子进程总数乘以"ThreadsPerChild"值决定的，应该大于等于"MaxClients"。如果显式声明了"ServerLimit"，那么它乘以ThreadsPerChild的值必须大于等于"MaxClients"，而且"MaxClients"必须是"ThreadsPerChild"的整数倍，否则Apache将会自动调节到一个相应值(可能是个非期望值).
       以下是经过调整优化了参数配置:

[root@GMQ ~]# vim  /etc/httpd/conf/httpd.conf
<IfModule mpm_worker_module>
StartServers 3
MaxClients 2000
ServerLimit 25
MinSpareThreads 50
MaxSpareThreads 200
ThreadLimit 200
ThreadsPerChild 100
MaxRequestsPerChild 0
</IfModule>

3）event MPM分析

这里我们通过一台已经编译好的httpd-2.4来查看它的event MPM

<IfModule mpm_event_module>
    StartServers             3 #→启动的子进程的个数
    MinSpareThreads         75 #→最小空闲线程数;
    MaxSpareThreads        250 #→最大空闲线程数;
    ThreadsPerChild         25 #→每个子进程可生成的线程数
    MaxRequestWorkers      400 #→最大线程数量;
    MaxConnectionsPerChild   0 #→每个子进程在其生存期内允许伺服的最大请求数量, 如果设置为0,子进程将永远不会结束，为了防止内存泄漏,我们需要将它的默认值不设置为0;
</IfModule>

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