我們都知道Linux上常見的web服務器有:apache、nginx、tomcat!
其區別如下:
- apache:模塊化服務器,支持模塊較多、採用servlet處理模型,同步阻塞模型,工作模式多變,對於高併發的場景處理速度會比較慢,運行穩定。
- nginx:輕量級web服務器,自身支持模塊較少,需要藉助第三方模塊支持,採用epoll處理模型,異步非阻塞型,適合高併發場景,配置簡單。
- tomcat:apache軟件基金會下開源的子項目,也稱爲容器,主要處理java語言編寫的頁面,也可以處理html頁面,併發連接小。
一、apache服務器的安裝及功能介紹
apache服務2.4版本功能介紹:
- MPM支持在運行時裝載,支持envet工作模式;
- 支持異步讀寫;
- 每個模塊可以指定輸出的日誌級別 ;
- 增強版的表達式分析器,通過正則匹配表達式,做動靜分離 .html .php;
- 請求配置:<if> <Elseif>;
- 毫秒級別的keep alive timeout;
- 支持FQDN的虛擬主機 FQDN:全球限定域名,可以通過host主機名來定義虛擬主機;
- 支持自定義變量;
.
依賴包: https://pan.baidu.com/s/14-m7p9_2a6UPdvjRPfjLjQ
提取碼: xnrj
web服務器爲centos 7.X版本
1、開始安裝:
[root@apache ~]# rz #xshell中,使用rz命令將下載的tar包上傳至web服務器
#以下是將所有源碼包解壓縮
[root@apache ~]# tar zxf openssl-1.0.1u.tar.gz -C /usr/src
[root@apache ~]# tar zxf pcre-8.39.tar.gz -C /usr/src
[root@apache ~]# tar zxf zlib-1.2.8.tar.gz -C /usr/src
[root@apache ~]# tar zxf httpd-2.4.23.tar.gz -C /usr/src
[root@apache ~]# tar zxf apr-1.5.2.tar.gz -C /usr/src
[root@apache ~]# tar zxf apr-util-1.5.4.tar.gz -C /usr/src
#以下開始安裝apache所需依賴包
[root@apache ~]# cd /usr/src/apr-1.5.2/
[root@apache apr-1.5.2]# ./configure --prefix=/usr/local/apr && make && make install
[root@apache apr-1.5.2]# cd ../apr-util-1.5.4/
[root@apache apr-util-1.5.4]# ./configure --prefix=/usr/local/apr-util --with-apr=/usr/local/apr && make && make install
[root@apache zlib-1.2.8]# cd ../zlib-1.2.8/
[root@apache zlib-1.2.8]# ./configure --prefix=/usr/local/zlib && make && make install
[root@apache pcre-8.39]# cd ../pcre-8.39/
[root@apache pcre-8.39]# ./configure --prefix=/usr/local/pcre && make && make install
[root@apache pcre-8.39]# cd ../openssl-1.0.1u/
[root@apache openssl-1.0.1u]# ./config -fPIC --prefix=/usr/local/openssl enable-shared && make && make install
#依賴安裝完成後,開始安裝http服務
[root@apache openssl-1.0.1u]# cd ../httpd-2.4.23/
[root@apache httpd-2.4.23]# ./configure --prefix=/usr/local/http-2.4.23 --enable-so --enable-cgi --enable-cgid --enable-ssl --with-ssl=/usr/local/openssl --enable-rewrite --with-pcre=/usr/local/pcre --with-z=/usr/local/zlib --with-apr=/usr/local/apr --with-apr-util=/usr/local/apr-util -enable-modules=most --enable-mods-shared=most --enable-mpms-shared=all --with-mpm=event --enable-proxy --enable-proxy-fcgi --enable-expires --enable-deflate && make && make install
[root@apache httpd-2.4.23]# cd /usr/local/http-2.4.23/bin/
[root@apache bin]# ln -sf /usr/local/http-2.4.23/bin/* /usr/local/bin/ #將apache的命令做軟鏈接
[root@apache bin]# apachectl start #啓動apache服務,會提示以下信息,無所謂的。
#若想解決,只需在apache的主配置文件中添加域名即可
AH00558: httpd: Could not reliably determine the server's fully qualified domain name, using fe80::c94:cd92:5c18:a1. S
至此,apache的網頁就可以訪問了。
關於安裝apache服務時的配置項,相關解釋如下:
- --enable-so:打開dos支持,可以在編譯完成後添加額外功能
- --enable-cgi:開啓cgi通用網管接口
- --enable-cgid:開啓cig通用網管接口管理程序
- --enable-ssl:http加密傳輸協議,支持https協議。
- --enable-rewrite:開啓地址重寫功能,用來實現防盜鏈
- --with-服務名稱=/PATH路徑:指定安裝時依賴服務的路徑
- --enable-mods-shared=most:在安裝的過程中安裝常用模塊
- --enable-mpms-shared=all:安裝apache的所有工作模式
- --enable-proxy:開啓http代理功能
- --enable-proxy-fcgi:支持fastcgi快速通用網關接口的fcgi協議
- --enable-expires:支持緩存功能
- --enable-deflate:支持壓縮功能
安裝至此就完成了,下面來談談apache服務的三種工作模式。
二、Apache服務的三種工作模式詳解
apache服務的三種工作模式爲:
- prefork:預派生子進程;
- worker:多進程+多線程;
- event:多進程+多線程+epoll處理模型;
1、prefork工作模式:
prefork模式可以算是很古老但是很穩定的模式。apache在剛啓動時,就預派生fork一些子進程(默認爲5個),每個子進程只有一個線程,然後等待請求進來,並且總是試圖保持一些空閒的子進程,之所以這樣做,是爲了減少頻繁創建和銷燬進程的開銷。每個子進程中只有一個線程,在一個時間點內,一個線程只能處理一個請求。
在Unix系統中,父進程通常以root身份運行以便綁定80端口,而apache產生的子進程通常以一個低特權的用戶運行。運行子進程的用戶必須要對它服務的內容有讀取的權限,但是對服務內容之外的其他資源必須擁有儘可能少的權限。
prefork模式的優缺點比較:
- 優點:成熟,兼容所有新老模塊。進程之間完全獨立,使得它非常穩定。同時,不需要擔心線程安全的問題。(我們常用的mod_php,PHP的拓展不需要支持線程安全,prefork這個模式非常安全)。
- 缺點:一個進程相對佔用更多的系統資源,消耗更多的內存。而且,它並不擅長處理高併發請求,在這種場景下,它會將請求放進隊列中,一直等到有可用進程,請求才會被處理。
- 總結:prefork工作模式,效率最高,但是內存使用較大,不擅長處理高併發的場景。
2、worker工作模式
worker模式比起prefork模式,是使用了多進程+多線程的模式。它也預先fork了幾個子進程(數量比較少),每個子進程能夠生成一些服務線程和一個監聽線程,該監聽線程接入請求並將其傳遞給服務線程處理和應答。
線程比起進程會更輕量,因爲線程通常會共享父進程的內存空間,因此,內存的佔用會減少一些,在高併發的場景下,表現得比 prefork模式好。
worker模式的多進程+多線程模式中,各個進程之間都是獨立的,如果某個線程出現異常,受影響的只是Apache的一部分服務,而不是整個服務。其他進程仍然可以工作。
worker模式的優缺點比較:
- 優點:佔據更少的內存,高併發下表現更優秀。
- 缺點:必須考慮線程安全的問題,因爲多個子線程是共享父進程的內存地址的。如果使用keep-alive的長連接方式,也許中間幾乎沒有請求,這時就會發生阻塞,線程被掛起,需要一直等待到超時纔會被釋放。如果過多的線程,被這樣佔據,也會導致在高併發場景下的無服務線程可用。(該問題在prefork模式下,同樣會發生)
3、event工作模式
這個是 Apache中最新的模式,在現在版本里的已經是穩定可用的模式。它和 worker模式很像,最大的區別在於,它解決了 keep-alive 場景下 ,長期被佔用的線程的資源浪費問題(某些線程因爲被keep-alive,掛在那裏等待,中間幾乎沒有請求過來,一直等到超時)。
event工作模式中,會有一個專門的線程來管理這些keep-alive類型的線程,當有真實請求過來的時候,將請求傳遞給服務線程,執行完畢後,又允許它釋放。這樣,一個線程就能處理幾個請求了,實現了異步非阻塞。
event 工作模式在遇到某些不兼容的模塊時,會失效,將會回退到worker模式,一個工作線程處理一個請求。官方自帶的模塊,全部是支持event 的。
注意一點,event MPM需要Linux系統(Linux 2.6+)對Epoll的支持,才能啓用。
還有,需要補充的是HTTPS的連接(SSL),它的運行模式仍然是類似worker的方式,線程會被一直佔用,直到連接關閉。
三、修改apache的工作模式
[root@apache bin]# /etc/init.d/httpd -M #查看apache加載的模塊
[root@apache bin]# /etc/init.d/httpd -V #查看apache的工作模式
..............#省略部分內容
Server's Module Magic Number: 20120211:61
Server loaded: APR 1.5.2, APR-UTIL 1.5.4
Compiled using: APR 1.5.2, APR-UTIL 1.5.4
Architecture: 64-bit
Server MPM: event #這行便是它的工作模式
threaded: yes (fixed thread count)
forked: yes (variable process count)
..............#省略部分內容
[root@apache bin]# cd /usr/local/http-2.4.23/conf/ #切換至指定目錄
[root@apache conf]# vim httpd.conf
..............#省略部分內容
Include conf/extra/httpd-mpm.conf #定位httpd-mpm到此,去除開頭的註釋符號
..............#省略部分內容
LoadModule mpm_event_module modules/mod_mpm_event.so
#LoadModule mpm_prefork_module modules/mod_mpm_prefork.so
#LoadModule mpm_worker_module modules/mod_mpm_worker.so #定位worker至此行
#上面三行就是就是apache服務的三種工作模式,需要那種工作模式,只需要將原來的工作模式註釋掉
#然後將所需要的工作模式那行去掉註釋符號,然後再啓動服務即可(注意是啓動,不是重啓)
..............#省略部分內容
#如,我現在將其改爲worker工作模式,那麼,配置如下:
Include conf/extra/httpd-mpm.conf #定位httpd-mpm到此,去除開頭的註釋符號
..............#省略部分內容
#LoadModule mpm_event_module modules/mod_mpm_event.so
#LoadModule mpm_prefork_module modules/mod_mpm_prefork.so
LoadModule mpm_worker_module modules/mod_mpm_worker.so
[root@apache conf]# /etc/init.d/httpd restart #重啓時,可能會提示以下信息,是因爲域名的原因,不礙事
AH00558: httpd: Could not reliably determine the server's fully qualified domain name, using fe80::c94:cd92:5c18:a1. Set the 'ServerName' directive globally to suppress this message
#若想要解決那些提示信息,可以打開apache的主配置文件進行更改:
[root@apache conf]# pwd #確定當前路徑
/usr/local/http-2.4.23/conf
[root@apache conf]# vim httpd.conf #打開文件,更改下面的那行,其爲本機IP,若有域名,可以直接寫域名
ServerName 192.168.20.4 #去掉開頭的註釋符號
[root@apache conf]# /etc/init.d/httpd -V #再次查看apache的工作模式
Server version: Apache/2.4.23 (Unix)
Server built: Oct 10 2019 20:52:01
Server's Module Magic Number: 20120211:61
Server loaded: APR 1.5.2, APR-UTIL 1.5.4
Compiled using: APR 1.5.2, APR-UTIL 1.5.4
Architecture: 64-bit
Server MPM: worker #可以發現更改生效了
..............#省略部分內容
四、apache工作模式的優化與修改
在上面改工作模式,其實是調用了別的地方的配置文件,其調用的配置文件就是conf/extra/httpd-mpm.conf,這也就是爲什麼在上面更改工作模式時,需要先去掉Include conf/extra/httpd-mpm.conf 這行的註釋了,就是爲了調用這個配置文件。
[root@apache conf]# cat extra/httpd-mpm.conf | egrep -v '^#|^$' #查看其文件內容,並且過濾掉註釋及空行
<IfModule !mpm_netware_module>
PidFile "logs/httpd.pid"
</IfModule>
<IfModule mpm_prefork_module> <!--這就是prefork工作模式的參數-->
StartServers 5 <!--apache啓動時默認開啓的子進程數-->
MinSpareServers 5 <!--最小的閒置子進程數-->
MaxSpareServers 10 <!--最大的閒置子進程數-->
MaxRequestWorkers 250
<!--
MaxRequestWorkers最爲重要,它設置了允許同時的最大接入請求數量。任何超過
MaxRequestWorkers限制的請求將進入等候隊列,在apache2.3.1版本
MaxRequestWorkers被稱爲MaxClients,現在仍支持此名字
-->
MaxConnectionsPerChild 0
<!--
MaxConnectionsPerChild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
“MaxConnectionsPerChild”個請求後將自動銷燬。0表示無限制,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:
1、可防止意外的內存泄漏。
2、在服務器負載下降的時侯會自動減少子進程數。因此,可根據服務器的負載來調整這個值。
在 Apache2.3.9 之前稱之爲 MaxRequestsPerChild。
-->
<!--prefork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....
如此按照此等級增加創建的進程數,最多達每秒鐘32個,直到滿足MinSpareServers設置
的值爲止。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。-->
</IfModule>
<IfModule mpm_worker_module> <!--這是worker工作模式的參數-->
StartServers 3 <!--apache啓動時默認開始的子進程數-->
MinSpareThreads 75 <!--最小空閒數量的工作線程-->
MaxSpareThreads 250 <!--最大空閒數量的工作線程-->
ThreadsPerChild 25 <!--每個子進程產生的線程數量-->
MaxRequestWorkers 400 <!--與prefork模式相同-->
MaxConnectionsPerChild 0 <!--與prefork模式相同-->
</IfModule>
<IfModule mpm_event_module>
<!--這是event工作模式的參數,每個配置項的含義與worker基本相似-->
StartServers 3
MinSpareThreads 75
MaxSpareThreads 250
ThreadsPerChild 25
MaxRequestWorkers 400
MaxConnectionsPerChild 0
</IfModule>
<!--以下內容暫時不用看-->
<IfModule mpm_netware_module>
ThreadStackSize 65536
StartThreads 250
MinSpareThreads 25
MaxSpareThreads 250
MaxThreads 1000
MaxConnectionsPerChild 0
</IfModule>
<IfModule mpm_mpmt_os2_module>
StartServers 2
MinSpareThreads 5
MaxSpareThreads 10
MaxConnectionsPerChild 0
</IfModule>
<IfModule mpm_winnt_module>
ThreadsPerChild 150
MaxConnectionsPerChild 0
</IfModule>
<IfModule !mpm_netware_module>
MaxMemFree 2048
</IfModule>
<IfModule mpm_netware_module>
MaxMemFree 100
</IfModule>
由於上述配置文件解釋起來過於繁瑣,這裏附加一張圖,可以參考此圖來更改上述配置:
現在我這裏的工作模式爲worker,可以更改其上述的配置項,以便優化其性能,更改如下(我會故意更改的值超出其範圍,製造錯誤,並且寫出其錯誤解決方案):
[root@apache extra]# pwd <!--確定當前路徑-->
/usr/local/http-2.4.23/conf/extra
[root@apache extra]# vim httpd-mpm.conf <!--編輯該文件,更改如下-->
<IfModule mpm_worker_module> <!--就更改worker模塊-->
StartServers 5
MinSpareThreads 150
MaxSpareThreads 200001
ThreadsPerChild 25
MaxRequestWorkers 400
MaxConnectionsPerChild 0
</IfModule>
[root@apache extra]# /etc/init.d/httpd restart <!--重啓服務-->
[root@apache extra]# ps -ef | grep httpd | wc -l
8 <!--共8行,其中一個是主進程,還有一個是不相干的,所以要減2,就是說,有6個子進程,
而配置文件中定義的每個子進程有25個線程,也就滿足了最小空閒線程150,若將最小空閒
子進程項改爲200,那麼重啓後,等待1秒左右,就會發現又多了兩個子進程,以便滿足最小空閒子進程-->
在上面的配置中雖然MaxSpareThreads的值爲200001(肯定超過了它的最大範圍),但重啓時還是沒有報錯,原因就是MaxRequestWorkers的值還是400,這個值生效了,攔截了MaxSpareThreads的值,所以沒有報錯,那麼接下來再將其更改如下:
[root@apache extra]# vim httpd-mpm.conf <!--編輯配置文件,將值都修改的大些-->
<IfModule mpm_worker_module>
StartServers 300
MinSpareThreads 200
MaxSpareThreads 2000001
ThreadsPerChild 25
MaxRequestWorkers 200001 <!--將此處的值也修改的大點-->
MaxConnectionsPerChild 0
</IfModule>
[root@apache extra]# /etc/init.d/httpd restart <!--重啓服務,會提示以下信息-->
AH00316: WARNING: MaxRequestWorkers of 200001 is not an integer multiple of ThreadsPerChild of 25, decreasing to nearest multiple 200000, for a maximum of 8000 servers.
AH00318: WARNING: MaxRequestWorkers of 200000 would require 8000 servers and would exceed ServerLimit of 16, decreasing to 400. To increase, please see the ServerLimit directive.
<!--翻譯如下:AH00316:警告:MaxRequestWorkers的200001不是ThreadsPerChild的25的整數倍,減少到最近的200000的倍數,最多8000個服務器。
AH00318:警告:MaxRequestWorkers的200000將需要8000個服務器,將超過服務器限制16,減少到400。要增加,請參閱ServerLimit指令。-->
<!--根據提示信息,需要進行以下更改-->
[root@apache extra]# vim httpd-mpm.conf <!--編輯配置文件,更改如下-->
<IfModule mpm_worker_module>
ServerLimit 2000
StartServers 80
MinSpareThreads 200
MaxSpareThreads 2000
ThreadsPerChild 25
MaxRequestWorkers 2000
MaxConnectionsPerChild 0
</IfModule>
[root@apache extra]# /etc/init.d/httpd restart <!--再次重啓,就沒有那些提示信息了-->
在上面的配置項中,各個配置項的值都是有默認的限制的,若想改變其限制,則需要在配置項的上一行增加ServerLimit配置項,而且ServerLimit配置項也是有最大限制的,若要修改各種值,建議仔細閱讀下面的內容,再進行更改。
- worker 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 MaxRequestWorkers 設置了同時連入的 clients 最大總數。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。
- 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MaxRequestWorkers。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(系統配置的最大進程數量,最大值是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MaxRequestWorkers,而且MaxRequestWorkers必須是 ThreadsPerChild 的整數倍,否則 Apache 將會自動調節到一個相應值。
五、進程與線程的區別
線程就是指進程內的一個執行單元,也是進程內的可調度實體。
與進程的區別:
- 地址空間:進程內的一個執行單元;進程至少有一個線程;它們共享進程的地址空間;而進程有自己獨立的地址空間;
- 資源擁有:進程是資源分配和擁有的單位,同一個進程內的線程共享進程的資源;
- 線程是處理器調度的基本單位,但進程不是;
- 二者均可併發執行;
進程和線程都是由操作系統所體會的程序運行的基本單元,系統利用該基本單元實現系統對應用的併發性。
進程和線程的區別在於:
簡而言之,一個程序至少有一個進程,一個進程至少有一個線程。
線程的劃分尺度小於進程,使得多線程程序的併發性高。
另外,進程在執行過程中擁有獨立的內存單元,而多個線程共享內存,從而極大地提高了程
序的運行效率。