热门标签 | HotTags
当前位置:  开发笔记 > 后端 > 正文

为什么Nginx的性能要比Apache高很多?

为什么Nginx的性能要比Apache高很多?这得益于Nginx使用了最新的epoll(Linux2.6内核)和kqueue(freebsd)网络I/O模型
这得益于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。
目前Linux下能够承受高并发访问的Squid、Memcached都采用的是epoll网络I/O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。
下面用一个比喻来解析Apache采用的select模型和Nginx采用的epoll模型进行之间的区别:


Nginx Nginx配置 apache Apache配置

假设你在大学读书,住的宿舍楼有很多间房间,你的朋友要来找你。
select版宿管大妈就会带着你的朋友挨个房间去找,直到找到你为止。
而epoll版宿管大妈会先记下每位同学的房间号,
你的朋友来时,只需告诉你的朋友你住在哪个房间即可,不用亲自带着你的朋友满大楼找人。
如果来了10000个人,都要找自己住这栋楼的同学时,select版和epoll版宿管大妈,谁的效率更高,不言自明。
同理,在高并发服务器中,轮询I/O是最耗时间的操作之一,select和epoll的性能谁的性能更高,同样十分明了。

epoll - I/O event notification facility

在linux的网络编程中,很长的时间都在使用select来做事件触发。
在linux新的内核中,有了一种替换它的机制,就是epoll。
相比于select,epoll最大的好处在于它不会随着监听fd数目的增长而降低效率。
因为在内核中的select实现中,它是采用轮询来处理的,轮询的fd数目越多,自然耗时越多。
并且,在linux/posix_types.h头文件有这样的声明:
#define __FD_SETSIZE    1024
表示select最多同时监听1024个fd,当然,可以通过修改头文件再重编译内核来扩大这个数目,但这似乎并不治本。

epoll的接口非常简单,一共就三个函数:
1. int epoll_create(int size);
创建一个epoll的句柄,size用来告诉内核这个监听的数目一共有多大。
这个参数不同于select()中的第一个参数,给出最大监听的fd+1的值。
需要注意的是,当创建好epoll句柄后,它就是会占用一个fd值,在linux下如果查看/proc/进程id/fd/,
是能够看到这个fd的,所以在使用完epoll后,必须调用close()关闭,否则可能导致fd被耗尽。

2. int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);
epoll的事件注册函数,它不同与select()是在监听事件时告诉内核要监听什么类型的事件,
而是在这里先注册要监听的事件类型。第一个参数是epoll_create()的返回值,
第二个参数表示动作,用三个宏来表示:
EPOLL_CTL_ADD:注册新的fd到epfd中;
EPOLL_CTL_MOD:修改已经注册的fd的监听事件;
EPOLL_CTL_DEL:从epfd中删除一个fd;
第三个参数是需要监听的fd,第四个参数是告诉内核需要监听什么事,struct epoll_event结构如下:
typedef union epoll_data {
    void *ptr;
    int fd;
    __uint32_t u32;
    __uint64_t u64;
} epoll_data_t;

struct epoll_event {
    __uint32_t events; /* Epoll events */
    epoll_data_t data; /* User data variable */
};
events可以是以下几个宏的集合:
EPOLLIN :表示对应的文件描述符可以读(包括对端SOCKET正常关闭);
EPOLLOUT:表示对应的文件描述符可以写;
EPOLLPRI:表示对应的文件描述符有紧急的数据可读(这里应该表示有带外数据到来);
EPOLLERR:表示对应的文件描述符发生错误;
EPOLLHUP:表示对应的文件描述符被挂断;
EPOLLET: 将EPOLL设为边缘触发(Edge Triggered)模式,这是相对于水平触发(Level Triggered)来说的。
EPOLLONESHOT:只监听一次事件,当监听完这次事件之后,
如果还需要继续监听这个socket的话,需要再次把这个socket加入到EPOLL队列里

3. int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event * events, int maxevents, int timeout);
等待事件的产生,类似于select()调用。
参数events用来从内核得到事件的集合,maxevents告之内核这个events有多大,
这个 maxevents的值不能大于创建epoll_create()时的size,
参数timeout是超时时间(毫秒,0会立即返回,-1将不确定,也有说法说是永久阻塞)。
该函数返回需要处理的事件数目,如返回0表示已超时。

4、关于ET、LT两种工作模式:
可以得出这样的结论:
ET模式仅当状态发生变化的时候才获得通知,这里所谓的状态的变化并不包括缓冲区中还有未处理的数据,
也就是说,如果要采用ET模式,需要一直read/write直到出错为止,
很多人反映为什么采用ET模式只接收了一部分数据就再也得不到通知了,大多因为这样;
而LT模式是只要有数据没有处理就会一直通知下去的.

那么究竟如何来使用epoll呢?其实非常简单。
通过在包含一个头文件#include 以及几个简单的API将可以大大的提高你的网络服务器的支持人数。

首先通过create_epoll(int maxfds)来创建一个epoll的句柄,其中maxfds为你epoll所支持的最大句柄数。
这个函数会返回一个新的epoll句柄,之后的所有操作将通过这个句柄来进行操作。
在用完之后,记得用close()来关闭这个创建出来的epoll句柄。

之后在你的网络主循环里面,
每一帧的调用epoll_wait(int epfd, epoll_event events, int max events, int timeout)
来查询所有的网络接口,看哪一个可以读,哪一个可以写了。基本的语法为:
nfds = epoll_wait(kdpfd, events, maxevents, -1);
其中kdpfd为用epoll_create创建之后的句柄,events是一个epoll_event*的指针,
当epoll_wait这个函数操作成功之后,epoll_events里面将储存所有的读写事件。
max_events是当前需要监听的所有socket句柄数。最后一个timeout是 epoll_wait的超时,
为0的时候表示马上返回,为-1的时候表示一直等下去,直到有事件范围,为任意正整数的时候表示等这么长的时间,
如果一直没有事件,则范围。一般如果网络主循环是单独的线程的话,可以用-1来等,这样可以保证一些效率,
如果是和主逻辑在同一个线程的话,则可以用0来保证主循环的效率。

epoll_wait范围之后应该是一个循环,遍利所有的事件。

几乎所有的epoll程序都使用下面的框架:
    for( ; ; )
    {
        nfds = epoll_wait(epfd,events,20,500);
        for(i=0;i         {
            if(events[i].data.fd==listenfd) //有新的连接
            {
                cOnnfd= accept(listenfd,(sockaddr *)&clientaddr, &clilen); //accept这个连接
                ev.data.fd=connfd;
                ev.events=EPOLLIN|EPOLLET;
                epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_ADD,connfd,&ev); //将新的fd添加到epoll的监听队列中
            }
            else if( events[i].events&EPOLLIN ) //接收到数据,读socket
            {
                n = read(sockfd, line, MAXLINE)) <0    //读
                ev.data.ptr = md;     //md为自定义类型,添加数据
                ev.events=EPOLLOUT|EPOLLET;
                epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_MOD,sockfd,&ev);//修改标识符,等待下一个循环时发送数据,异步处理的精髓
            }
            else if(events[i].events&EPOLLOUT) //有数据待发送,写socket
            {
                struct myepoll_data* md = (myepoll_data*)events[i].data.ptr;    //取数据
                sockfd = md->fd;
                send( sockfd, md->ptr, strlen((char*)md->ptr), 0 );        //发送数据
                ev.data.fd=sockfd;
                ev.events=EPOLLIN|EPOLLET;
                epoll_ctl(epfd,EPOLL_CTL_MOD,sockfd,&ev); //修改标识符,等待下一个循环时接收数据
            }
            else
            {
                //其他的处理
            }
        }

    }


推荐阅读
  • 阿里云ecs怎么配置php环境,阿里云ecs配置选择 ... [详细]
  • 本文详细介绍了如何在云服务器上配置Nginx、Tomcat、JDK和MySQL。涵盖从下载、安装到配置的完整步骤,帮助读者快速搭建Java Web开发环境。 ... [详细]
  • 本文将详细介绍如何在ThinkPHP6框架中实现多数据库的部署,包括读写分离的策略,以及如何通过负载均衡和MySQL同步技术优化数据库性能。 ... [详细]
  • 本文详细分析了Hive在启动过程中遇到的权限拒绝错误,并提供了多种解决方案,包括调整文件权限、用户组设置以及环境变量配置等。 ... [详细]
  • 使用Vultr云服务器和Namesilo域名搭建个人网站
    本文详细介绍了如何通过Vultr云服务器和Namesilo域名搭建一个功能齐全的个人网站,包括购买、配置服务器以及绑定域名的具体步骤。文章还提供了详细的命令行操作指南,帮助读者顺利完成建站过程。 ... [详细]
  • MySQL缓存机制深度解析
    本文详细探讨了MySQL的缓存机制,包括主从复制、读写分离以及缓存同步策略等内容。通过理解这些概念和技术,读者可以更好地优化数据库性能。 ... [详细]
  • 网络运维工程师负责确保企业IT基础设施的稳定运行,保障业务连续性和数据安全。他们需要具备多种技能,包括搭建和维护网络环境、监控系统性能、处理突发事件等。本文将探讨网络运维工程师的职业前景及其平均薪酬水平。 ... [详细]
  • 本文将深入探讨PHP编程语言的基本概念,并解释PHP概念股的含义。通过详细解析,帮助读者理解PHP在Web开发和股票市场中的重要性。 ... [详细]
  • 本文详细介绍如何通过修改配置文件来隐藏Apache、Nginx和PHP的版本号,从而增强网站的安全性。我们将提供具体的配置步骤,并解释这些设置的重要性。 ... [详细]
  • 本文档汇总了Python编程的基础与高级面试题目,涵盖语言特性、数据结构、算法以及Web开发等多个方面,旨在帮助开发者全面掌握Python核心知识。 ... [详细]
  • 全能终端工具推荐:高效、免费、易用
    介绍一款备受好评的全能型终端工具——MobaXterm,它不仅功能强大,而且完全免费,适合各类用户使用。 ... [详细]
  • 本文深入探讨了分布式文件系统的核心概念及其在现代数据存储解决方案中的应用,特别是针对大规模数据处理的需求。文章不仅介绍了多种流行的分布式文件系统和NoSQL数据库,还提供了选择合适系统的指导原则。 ... [详细]
  • 本文详细介绍了在 Windows 7 上安装和配置 PHP 5.4 的 Memcached 分布式缓存系统的方法,旨在减少数据库的频繁访问,提高应用程序的响应速度。 ... [详细]
  • 本文深入探讨了Linux系统中网卡绑定(bonding)的七种工作模式。网卡绑定技术通过将多个物理网卡组合成一个逻辑网卡,实现网络冗余、带宽聚合和负载均衡,在生产环境中广泛应用。文章详细介绍了每种模式的特点、适用场景及配置方法。 ... [详细]
  • 深入解析 Apache Shiro 安全框架架构
    本文详细介绍了 Apache Shiro,一个强大且灵活的开源安全框架。Shiro 专注于简化身份验证、授权、会话管理和加密等复杂的安全操作,使开发者能够更轻松地保护应用程序。其核心目标是提供易于使用和理解的API,同时确保高度的安全性和灵活性。 ... [详细]
author-avatar
hy11011_847
这个家伙很懒,什么也没留下!
PHP1.CN | 中国最专业的PHP中文社区 | DevBox开发工具箱 | json解析格式化 |PHP资讯 | PHP教程 | 数据库技术 | 服务器技术 | 前端开发技术 | PHP框架 | 开发工具 | 在线工具
Copyright © 1998 - 2020 PHP1.CN. All Rights Reserved | 京公网安备 11010802041100号 | 京ICP备19059560号-4 | PHP1.CN 第一PHP社区 版权所有