apache兩種運行模式Perfork和Worker原理

 Apache 爲改善HTTP的"'keep alive"問題,在2.0版本上引入了MPM(Multi -Processing Modules,多道處理模塊)本文主要描述說明MPM(Multi -Processing Modules,多道處理模塊)的基本工作原理和應用上的侷限。 

 
  
運行以下代碼: 
 
$ ./configure --help|grep mpm 
 
顯示如下: 
--with-mpm=MPM 
Choose the process model for Apache to use. 
MPM={beos|worker|prefork|mpmt_os2| perchild|leader|threadpool} 
 
BeOS beos
Netware mpm_netware
OS/2 mpmt_os2
Unix prefork
Windows mpm_winnt
 
leader和threadpool都是基於worker的變體,還處於實驗性階段,本文主要描述prefork和worker這兩種模式工作原理。 ( 有關的詳細說明,請參見Apache官方文檔:
[url]http://httpd.apache.org/docs/2.2/mod/prefork.html[/url]
[url]http://httpd.apache.org/docs/2.2/mod/worker.html[/url] 
 
 
 
prefork的工作原理及配置 
 
如果不用“--with-mpm”顯式指定某種MPM,prefork就是Unix平臺上缺省的MPM。它所採用的預派生子進程方式也是 Apache 1.3中採用的模式。prefork本身並沒有使用到線程,2.0版使用它是爲了與1.3版保持兼容性;另一方面,prefork用單獨的子進程來處理不同的請求,進程之間是彼此獨立的,這也使其成爲最穩定的MPM之一。 
 
若使用prefork,在make編譯和make install安裝後,使用“httpd -l”來確定當前使用的MPM,應該會看到prefork.c(如果看到worker.c說明使用的是worker MPM,依此類推)。
缺省生成的httpd.conf配置文件,裏面包含如下配置段: 
 
<IfModule prefork.c>; 
StartServers 5 
MinSpareServers 5 
MaxSpareServers 10 
MaxClients 150 
MaxRequestsPerChild 0 
</IfModule>; 
 
prefork的工作原理是,控制進程在最初建立“StartServers”個子進程後,爲了滿足MinSpareServers設置的需要創建一個進程,等待一秒鐘,繼續創建兩個,再等待一秒鐘,繼續創建四個……如此按指數級增加創建的進程數,最多達到每秒32個,直到滿足 MinSpareServers設置的值爲止。這就是預派生(prefork)的由來。這種模式可以不必在請求到來時再產生新的進程,從而減小了系統開銷以增加性能。 
 
MaxSpareServers設置了最大的空閒進程數,如果空閒進程數大於這個值,Apache會自動kill掉一些多餘進程。這個值不要設得過大,但如果設的值比MinSpareServers小,Apache會自動把其調整爲MinSpareServers+1。如果站點負載較大,可考慮同時加大MinSpareServers和MaxSpareServers。 
 
MaxRequestsPerChild設置的是每個子進程可處理的請求數。每個子進程在處理了“MaxRequestsPerChild” 個請求後將自動銷燬。0意味着無限,即子進程永不銷燬。雖然缺省設爲0可以使每個子進程處理更多的請求,但如果設成非零值也有兩點重要的好處: 
 
 ◆ 可防止意外的內存泄漏; 
 
 ◆ 在服務器負載下降的時侯會自動減少子進程數。 
 
MaxClients是這些指令中最爲重要的一個,設定的是Apache可以同時處理的請求,是對Apache性能影響最大的參數。其缺省值 150是遠遠不夠的,如果請求總數已達到這個值(可通過ps -ef|grep http|wc -l來確認),那麼後面的請求就要排隊,直到某個已處理請求完畢。這就是系統資源還剩下很多而HTTP訪問卻很慢的主要原因。系統管理員可以根據硬件配置和負載情況來動態調整這個值。雖然理論上這個值越大,可以處理的請求就越多,但Apache默認的限制不能大於256。如果把這個值設爲大於256,那麼 Apache將無法起動。事實上,256對於負載稍重的站點也是不夠的。在Apache 1.3中,這是個硬限制。如果要加大這個值,必須在“configure”前手工修改的源代碼樹下的src/include/httpd.h中查找 256,就會發現“#define HARD_SERVER_LIMIT 256”這行。把256改爲要增大的值(如4000),然後重新編譯Apache即可。在Apache 2.0中新加入了ServerLimit指令,使得無須重編譯Apache就可以加大MaxClients。下面是筆者的prefork配置段: 
 
<IfModule prefork.c>; 
StartServers 10 
MinSpareServers 10 
MaxSpareServers 15 
ServerLimit 2000 
MaxClients 1000 
MaxRequestsPerChild 10000 
</IfModule>; 
 
 
Server limits的描述參閱
[url]http://httpd.apache.org/docs/2.2/mod/mpm_common.html#serverlimit[/url]
 
在perfork和Worker兩種模式下定義不同。
 
 
 
worker的工作原理及配置 
 
相對於prefork,worker是2.0 版中全新的支持多線程和多進程混合模型的MPM。由於使用線程來處理,所以可以處理相對海量的請求,而系統資源的開銷要小於基於進程的服務器。但是, worker也使用了多進程,每個進程又生成多個線程,以獲得基於進程服務器的穩定性。這種MPM的工作方式將是Apache 2.0的發展趨勢。 
 
在configure -with-mpm=worker後,進行make編譯、make install安裝。在缺省生成的httpd.conf中有以下配置段: 
 
<IfModule worker.c>; 
StartServers 2 
MaxClients 150 
MinSpareThreads 25 
MaxSpareThreads 75 
ThreadsPerChild 25 
MaxRequestsPerChild 0 
</IfModule>; 
 
worker的工作原理是,由主控制進程生成“StartServers”個子進程,每個子進程中包含固定的ThreadsPerChild 線程數,各個線程獨立地處理請求。同樣,爲了不在請求到來時再生成線程,MinSpareThreads和MaxSpareThreads設置了最少和最多的空閒線程數;而MaxClients設置了所有子進程中的線程總數。如果現有子進程中的線程總數不能滿足負載,控制進程將派生新的子進程。 
 
MinSpareThreads和MaxSpareThreads的最大缺省值分別是75和250。這兩個參數對Apache的性能影響並不大,可以按照實際情況相應調節。 
 
ThreadsPerChild是worker MPM中與性能相關最密切的指令。ThreadsPerChild的最大缺省值是64,如果負載較大,64也是不夠的。這時要顯式使用 ThreadLimit指令,它的最大缺省值是20000。上述兩個值位於源碼樹server/mpm/worker/worker.c中的以下兩行: 
 
#define DEFAULT_THREAD_LIMIT 64 
#define MAX_THREAD_LIMIT 20000 
 
這兩行對應着ThreadsPerChild和ThreadLimit的限制數。最好在configure之前就把64改成所希望的值。注意,不要把這兩個值設得太高,超過系統的處理能力,從而因Apache不起動使系統很不穩定。 
Worker模式下所能同時處理的請求總數是由子進程總數乘以ThreadsPerChild值決定的,應該大於等於MaxClients。如果負載很大,現有的子進程數不能滿足時,控制進程會派生新的子進程。默認最大的子進程總數是16,加大時也需要顯式聲明ServerLimit(最大值是20000)。這兩個值位於源碼樹server/mpm/worker/worker.c中的以下兩行: 
 
#define DEFAULT_SERVER_LIMIT 16 
#define MAX_SERVER_LIMIT 20000 
 
需要注意的是,如果顯式聲明瞭ServerLimit,那麼它乘以ThreadsPerChild的值必須大於等於MaxClients,而且MaxClients必須是ThreadsPerChild的整數倍,否則Apache將會自動調節到一個相應值(可能是個非期望值)。下面是筆者的 worker配置段: 
 
<IfModule worker.c>; 
StartServers 3 
MaxClients 2000 
ServerLimit 25 
MinSpareThreads 50 
MaxSpareThreads 200 
ThreadLimit 200 
ThreadsPerChild 100 
MaxRequestsPerChild 0 
</IfModule>; 
應用上的侷限:
到目前爲止,MPM和mod_ssl模塊是不兼容的。兩者不能同時運行。
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