海軍上將威廉·麥克拉文在 2014 年於德克薩斯大學發表的著名演講中說，如果你想改變世界，就從鋪牀開始吧！有時，一些很小的事情可能會產生很大的影響，無論你是早上起來整理你的牀鋪，還是對網站的 HTTP 服務配置文件做一些小小的改變。
這看起來像是不是有些誇大其詞呢？
但是，在 2020 年的前幾個月裏面，擊垮了人們關於世界，什麼是正常和合理的定義。由於 COVID‑19 的大流行，地球上將近一半的人被困在家中，互聯網已成爲他們交流、娛樂、購買食物、工作和教育的唯一方式。每一週，互聯網的網絡流量和服務器負載都比以往任何時候都要高。根據 BroadbandNow 公司 3 月 25 日發佈的報告顯示，很多城市已經出現一定程度的網絡退化。
這時，我們就需要通過優化網站，對 HTTP 服務器進行一些小的改動，可以減少用戶使用的網絡帶寬和服務器上的負載，就可以給更多用戶提供服務。這裏，我們將介紹一些簡單但功能強大的配置更改，這些改動操作步驟非常簡單，但可以明顯提高網站性能並減少使用的網絡帶寬。
舉一個現實存在的例子，我們有一個電子商務的站點，該站點運行着 Nginx1.15.9 作爲其 web 服務器。爲了便於計算，我們假設該站點每天有 100 個獨立用戶，30% 的用戶是重複訪問者，每個用戶在一個會話中平均訪問 4 個頁面。
1. 啓用 Gzip 壓縮
Enabling Gzip Compression for HTML, CSS, and JavaScript Files
如您所知，在網站上構建頁面的 HTML，CSS 和 JavaScript 文件可能非常龐大。在大多數情況下，Web 服務器可以即時壓縮這些和其他文本文件，以節省網絡帶寬。查看 Web 服務器是否正在壓縮文件的一種方法，就是使用瀏覽器中的開發人員工具。
對於許多瀏覽器，您可以使用 F12 鍵訪問該工具，相關信息在 Network 選項卡上，可以得到如下所示的截圖例子。正如您在左下角看到的，沒有壓縮:文本文件的大小爲 1.15 MB，傳輸了大量數據。
默認情況下，壓縮功能在 Nginx 中是禁用的，但因爲安裝方式或 Linux 發行版的不同，一些情況下可能在默認的 nginx.conf 配置文件中是啓用狀態。這裏，我們在 NGINX 配置文件中啓用了 gzip 壓縮：
gzip on;
gzip_types application/xml
application/json
text/css
text/javascript
application/javascript;
gzip_vary on;
gzip_comp_level 6;
gzip_min_length 500;
正如下面屏幕截圖中看到的那樣，壓縮後數據傳輸減少到 260KB，相對來收減少了約 80％ 數據傳輸！對於頁面上的每個新用戶，您可以節省大約 917KB 的數據傳輸。對於長期使用我們網站的用戶，每天可以節省 62MB 帶寬，每月可以節省 1860MB 帶寬。
2. 設置緩存頭
Setting Cache Headers
瀏覽器檢索網頁文件時，會將副本保留在本地磁盤緩存中。這樣，當你再次訪問該頁面時，瀏覽器就不必從服務器重新獲取文件。每個瀏覽器都有自己的使用邏輯，來決定何時使用該文件對應的本地副本，以及何時在服務器更改了該文件時再次獲取它。但是，作爲網站所有者，你可以在發送的 HTTP 響應中設置緩存控制和過期標頭，以提高瀏覽器的緩存行爲的效率，從而減少很多不必要的 HTTP 請求。
首先，可以爲字體和圖像設置較長的緩存過期時間，這些字體和圖像可能不會經常更改。在下面的示例中，設置客戶端瀏覽器將字體和圖像在本地緩存中保留一個月。
location ~* \.(?:jpg|jpeg|gif|png|ico|woff2)$ {
expires 1M;
add_header Cache-Control "public";
}
3. 啓用 HTTP2 協議
Enabling HTTP/2 Protocol Support
HTTP/2 是用於服務網頁的下一代協議，旨在更好地利用網絡和主機服務器。根據Google 文檔，它可以更快地加載頁面內容和處理請求。
The resulting protocol is more friendly to the network, because fewer TCP
connections are used in comparison to HTTP/1.x. This means less competition
with other flows, and longer‑lived connections, which in turn leads to better
utilization of available network capacity.
在 Nginx1.9.5 及更高版本中已經支持了 HTTP/2 協議，如果需要使用或啓用 HTTP/2 協議的話，在 Nginx 配置文件的 listen 指令上包含 http2 參數，即可。需要請注意的是，在大多數情況下，還需要啓用 TLS 才能正常使用 HTTP/2 協議。
listen 443 ssl http2;
下面這網站可以驗證自己管理的網站是否支持 HTTP/2 的協議。
4. 優化日誌
Optimizing Logging
我們在管理網站的時候，即使是有對應的監控服務，但是對應日誌分析還是不夠到位。你也可能只關注錯誤(400 和 500 個狀態碼等等)，而不是成功的請求。通過減少不必要的日誌記錄，可以節省服務器上的磁盤存儲、CPU 和 I/O 操作。這不僅可以讓我們服務器更快一些，而且釋放的資源可以用來運行其他服務。
有幾種不同的方法可以減少和優化日誌記錄，但是在這裏，我們重點介紹三個。
1、頁面資源請求的日誌記錄
如果我們不需要記錄檢索普通頁面資源的請求，比如圖像文件、JavaScript 文件和 CSS 文件等等，那麼這是一個快速而簡單的解決方案。你所需要做的就是創建一個與這些文件類型匹配的 location 塊，並配置禁用其中的日誌記錄。
location ~* \.(?:jpg|jpeg|gif|png|ico|woff2|js|css)$ {
access_log off;
}
2、禁用成功請求的日誌記錄
這是一種更好的方法，因爲它會丟棄帶有 2xx 或 3xx 的響應查詢，僅記錄錯誤請求。它比方法 1 稍微複雜一點，因爲它取決於您的 Nginx 日誌記錄的配置方式。
使用 Nginx 官方文檔中的示例，讓我們打開條件日誌記錄。創建一個 $loggable 的變量並將其設置爲 0，用於帶有 2xx 和 3xx 響應代碼的日誌請求，否則設置爲 1，即可。然後在 access_log 指令中，將該變量作爲條件引用。
# /etc/nginx/nginx.conf
access_log /var/log/nginx/access.log;
# access_log directive
map $status $loggable {
~^[23] 0;
default 1;
}
access_log /var/log/nginx/access.log combined if=$loggable;
3、最小化 I/O 操作
即使你要記錄所有請求，也可以通過打開訪問日誌緩衝來最大程度地減少 I/O 操作。使用此指令，Nginx 將等待將日誌數據寫入磁盤，直到填滿 512KB 緩衝區或自上次刷新以來已過了 1 分鐘（以先發生者爲準）。
access_log /var/log/nginx/access.log combined buffer=512k flush=1m;
5. 限制帶寬
Limiting Bandwidth for Particular URLs
如果服務器提供較大的文件(或較小但非常受歡迎的文件，例如表單或報表文件等)，則設置客戶端下載文件的最大速度可能是一個非常有用的選擇。如果你的站點已經承受了很高的網絡負載，則限制下載速度會留下更多帶寬，以使應用程序的關鍵部分保持響應，這是硬件製造商使用的非常受歡迎的解決方案。
使用 limit_rate 指令來限制特定 URL 的帶寬。在這裏，我們將 /download 下每個文件的傳輸速率限制爲每秒 50KB 的速度。
location /download/ {
limit_rate 50k;
}
你可能還希望僅對較大的文件進行速率限制，這可以通過 limit_rate_after 指令進行。在此示例中，每個文件(來自任何目錄)的前 500KB 都不受速度限制地進行傳輸，之後的所有內容均以 50KB/s 的速度爲上限。這樣可以加快網站關鍵部分的交付速度，同時降低其他部分的速度。
location / {
limit_rate_after 500k;
limit_rate 50k;
}
請注意，速率限制適用於瀏覽器和 Nginx 之間的單個 HTTP 連接，因此請不要阻止用戶使用下載管理器來繞開速率限制。
我們希望這五個技巧能幫助你優化網站的性能，然而速度和帶寬增益因網站而異。即使調整你的服務 Nginx 配置，發現似乎並沒有顯着釋放帶寬或提高速度，但成千上萬個網站分別調整其 Nginx 配置的整體影響加在一起呢？我們的全球網絡得到更有效的利用，這意味着最關鍵的服務將在需要時提供。
哈哈哈，當然我們還可以使用 F5 等負載均衡器。
本文分享自微信公衆號 - JAVA高級架構（gaojijiagou）。
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