LNMP环境下Ubuntu如何优化性能

LNMP环境下Ubuntu性能优化实操指南

一 基础与连接优化

• 保持组件为最新稳定版（Nginx、MySQL/MariaDB、PHP），及时获取性能修复与新特性。
• 启用HTTP/2或HTTP/3(QUIC)，在 Nginx 中开启 TLS 并优先使用 ECDHE 系列曲线，减少握手开销。
• 开启Gzip/Brotli压缩，压缩文本类资源（HTML/CSS/JS/JSON），降低传输体积。
• 配置静态资源长缓存（Cache-Control/Expires），搭配CDN分发图片、视频、下载包与静态资源，减轻源站压力。
• 打开HTTPS（如 Let’s Encrypt），并合理设置TLS 会话复用/会话票据与 OCSP Stapling，减少握手延迟。
• 调整 Nginx 并发模型：设置worker_processes auto（通常等于 CPU 核心数），worker_connections结合业务并发与文件描述符限制进行调优。
• 提升系统文件描述符限制（nofile），例如在**/etc/security/limits.conf**中设置 soft/hard 值，并在需要时配置 systemd 服务 LimitNOFILE，避免“Too many open files”。

二 Nginx与PHP-FPM调优

• 进程模型与连接：Nginx 使用epoll/kqueue事件驱动；PHP-FPM 采用动态（dynamic）或按需（ondemand）进程管理，结合内存与并发目标设置pm.max_children / pm.start_servers / pm.min_spare_servers / pm.max_spare_servers / pm.max_requests，避免进程过多导致内存抖动或过少导致排队。
• 通信方式：优先使用Unix Domain Socket（如 unix:/var/run/php/php8.1-fpm.sock），减少 TCP 开销；确保 Nginx 与 PHP-FPM 运行用户与权限一致。
• 静态资源与缓存：为图片、字体、CSS/JS 设置强缓存与协商缓存（ETag/Last-Modified）；对可缓存的动态内容启用Nginx FastCGI 缓存（proxy_cache_path/fastcgi_cache_path），设置keys_zone、levels、max_size、inactive、use_temp_path=off与缓存有效期策略。
• 压缩与头部：开启gzip；按需启用Brotli（需额外模块）；减少不必要的响应头与 Cookie 体积。
• 超时与缓冲：合理设置fastcgi_read_timeout / fastcgi_send_timeout，避免长请求被过早中断；根据业务调整client_max_body_size与各类buffer大小。
• 典型示例（/etc/nginx/nginx.conf 片段，按需调整）：
  • fastcgi_cache_path /var/cache/nginx levels=1:2 keys_zone=fcgi:10m max_size=1g inactive=60m use_temp_path=off;
  • gzip on; gzip_vary on; gzip_types text/plain text/css application/json application/javascript text/xml application/xml+rss;
  • server { location ~* .(jpg|jpeg|png|gif|ico|css|js)$ { expires 30d; add_header Cache-Control “public, no-transform”; } }
    以上要点涵盖 Nginx 并发、缓存、压缩与 PHP-FPM 进程管理的关键实践。

三 MySQL或MariaDB调优

• 缓冲与内存：将innodb_buffer_pool_size设为物理内存的50%–70%（上限一般不超过32GB），这是提升 InnoDB 性能的首要参数；MyISAM 场景再考虑key_buffer_size。
• 连接与会话：根据并发与内存设置max_connections，避免过大导致内存占用激增；合理设置thread_cache_size减少线程创建销毁开销。
• 日志与持久化：权衡性能与持久性，必要时将innodb_flush_log_at_trx_commit设为2（在崩溃时可能丢失最近 1 秒事务）；根据负载调整innodb_log_file_size与sync_binlog。
• 查询与索引：避免SELECT ，为高频查询条件与排序/分组字段建立复合索引；使用EXPLAIN*分析执行计划，定位全表扫描与临时表。
• 慢查询与维护：开启slow_query_log，设置long_query_time=1–2s，定期用pt-query-digest或MySQLTuner分析并优化；对大表执行ANALYZE/OPTIMIZE TABLE与必要时的分区/分表。
• 缓存策略：MySQL 8.0 已移除查询缓存（query cache），建议以Redis/Memcached等外部缓存替代。
• 典型示例（/etc/mysql/mysql.conf.d/mysqld.cnf 片段，按需调整）：
  • innodb_buffer_pool_size=4G
  • innodb_flush_log_at_trx_commit=2
  • slow_query_log=1
  • slow_query_log_file=/var/log/mysql/slow-query.log
  • long_query_time=2
    以上为数据库层面的核心调优项与维护方法。

四 应用层与缓存架构

• 对象缓存：引入Redis/Memcached缓存热点数据、会话与配置字典，降低数据库 QPS；在 PHP 框架中合理使用缓存标签/前缀与TTL。
• 页面与数据缓存：对不常变的页面启用Nginx FastCGI 页面级缓存；对接口与复杂查询使用应用层缓存（如整页、片段、查询结果）。
• 内容优化：对图片进行压缩与适当格式转换（如 WebP），对CSS/JS进行合并、最小化与异步/延迟加载；减少阻塞渲染资源。
• 会话存储：将会话存入Redis，便于多实例扩展与共享登录态。
• 典型示例（Nginx 动态内容缓存）：
  • fastcgi_cache_key “$scheme$request_method$host$request_uri”;
  • fastcgi_cache_valid 200 302 10m; fastcgi_cache_valid 404 1m;
  • add_header X-Cache $upstream_cache_status;
    以上措施可显著降低后端负载并缩短首屏时间。

五 监控、压测与容量规划

• 监控与告警：部署Prometheus + Grafana监控CPU、内存、连接数、QPS、慢查询、缓存命中率等；Nginx 开启stub_status，PHP-FPM 开启status，MySQL 启用性能/状态变量采集。
• 日志与诊断：定期分析Nginx access/error 日志与PHP-FPM 日志，关注502/504/慢请求；使用EXPLAIN与慢查询日志定位 SQL 瓶颈。
• 压测与容量：使用ab/wrk/hey或k6进行渐进式压测，验证RPS、P95/P99 延迟、错误率与缓存命中率；结合监控数据逐步调大worker_connections、pm.max_children、innodb_buffer_pool_size等关键参数。
• 工具与基线：利用MySQLTuner/Percona Toolkit获取配置与 SQL 优化建议，形成基线指标与滚动优化机制。
• 安全与合规：在优化同时完成防火墙（UFW）、最小权限、TLS与安全更新等基础安全配置，避免性能与安全顾此失彼。
  以上实践可形成“监控—压测—调优—复盘”的闭环，确保性能稳定可持续。