Apache配置时如何提高并发处理能力

Apache并发能力提升实用指南

一 选择合适的MPM并理解其并发模型

• **MPM（Multi-Processing Modules）**决定Apache如何绑定端口、接受请求并调度进程/线程处理请求。不同平台默认MPM不同：Unix 默认 prefork、Windows 默认 mpm_winnt。常见MPM与适用场景如下：
  • prefork：非线程、预派生进程；每个进程处理一个请求，兼容性与稳定性最好，适合使用**非线程安全模块（如某些PHP版本）**或传统应用。并发受进程数限制，内存占用较高。
  • worker：多进程+多线程；以线程提升并发、以进程保证稳定，资源占用更经济，适合高并发且模块线程安全的场景。
  • event：基于worker的事件驱动模型，进一步优化Keep-Alive长连接下的并发与资源利用，适合高并发+长连接场景（如大量静态资源或API长轮询）。在 Apache 2.4 起成熟可用。
• 查看与切换要点：
  • 查看已编译MPM：执行命令 httpd -l（或 apache2ctl -l），输出中能看到 mpm_prefork.c/worker.c/event.c。
  • 选择/切换MPM：在编译时通过 –with-mpm=NAME 指定；发行版通常通过包管理启用对应模块（如 Ubuntu/Debian 的 mpm_event 包）。仅能加载一个MPM。

二 核心参数与计算

• 关键参数与作用（不同MPM名称略有差异，见下表）：
  • MaxRequestWorkers（或 MaxClients）：同时可服务的最大请求/连接数（并发上限）。超过后请求进入队列，队列长度受 ListenBacklog 限制。
  • ServerLimit：可配置的最大进程数硬上限（prefork）或与 ThreadLimit 共同限制并发（worker/event）。调大通常需完全重启才生效。
  • ThreadLimit / ThreadsPerChild：每子进程的线程上限/固定线程数（worker/event）。
  • StartServers / MinSpareServers / MaxSpareServers：启动进程数、最小/最大空闲进程数（prefork）；或服务器级空闲线程控制（worker/event）。
  • MaxConnectionsPerChild（或 MaxRequestsPerChild）：子进程生命周期内可处理的最大连接/请求数；设为非零可缓解内存泄漏影响。
  • KeepAlive / KeepAliveTimeout / MaxKeepAliveRequests：是否开启长连接、保持多久、单连接最多请求数；对并发占用与吞吐影响显著。
• 并发容量估算（Keep-Alive开启时）：
  • 近似公式：HttpdProcessNumber ≈ KeepAliveTimeout × 每秒请求数 / 平均KeepAlive请求数
  • 占用内存：HttpdUsedMemory ≈ HttpdProcessNumber × 每进程内存
  • 含义：KeepAliveTimeout越大、平均每次长连接请求数越小，所需进程/线程越多，内存占用上升；需结合业务与内存做权衡。
• 配置差异速览（示例指令名）：
  • prefork：使用 MaxClients / ServerLimit / MaxRequestsPerChild 等；无线程参数。
  • worker/event：使用 MaxRequestWorkers / ThreadsPerChild / ThreadLimit / ServerLimit / MaxConnectionsPerChild 等；并发=进程数×线程数。

三 推荐的起点配置与调优步骤

• 基线检查与监控
  • 启用 mod_status 与 ExtendedStatus，访问 /server-status 观察 Busy/Idle workers、队列与每秒请求；配合 ab/siege/JMeter 做压测，观察吞吐、延迟与错误率。
  • 使用 Apache2Buddy 快速评估内存与 MaxRequestWorkers 的匹配度：curl -L http://apache2buddy.pl/ | perl。
• 按MPM的起点配置（示例为保守可上手的起点，需结合实际压测微调）
  • prefork（适合非线程安全环境）
    • 目标：在内存允许下提升 MaxClients，避免swap。
    • 示例：

      <IfModule mpm_prefork_module>
          StartServers          5
          MinSpareServers       5
          MaxSpareServers      10
          ServerLimit         1000
          MaxRequestWorkers   1000
          MaxConnectionsPerChild 10000
      </IfModule>
      

  • event（Apache 2.4，高并发/长连接优先）
    • 目标：用更少进程+更多线程提升并发，合理设置 KeepAlive。
    • 示例：

      <IfModule mpm_event_module>
          StartServers             2
          MinSpareThreads         25
          MaxSpareThreads         75
          ThreadLimit             64
          ThreadsPerChild         25
          MaxRequestWorkers      150
          MaxConnectionsPerChild  0
      </IfModule>
      

  • worker（高并发、线程安全环境）
    • 目标：平衡进程与线程数，避免线程过多导致调度与内存开销。
    • 示例：

      <IfModule mpm_worker_module>
          StartServers             2
          MinSpareThreads         25
          MaxSpareThreads         75
          ThreadLimit             64
          ThreadsPerChild         25
          MaxRequestWorkers      150
          MaxConnectionsPerChild  0
      </IfModule>
      

  • Keep-Alive建议（按业务类型微调）
    • 静态资源多、同域多请求：建议 KeepAlive On，KeepAliveTimeout 10–15 秒，MaxKeepAliveRequests 100 左右。
    • 动态为主、长连接收益低：可 关闭 KeepAlive 或 缩短 Timeout 至 3–5 秒，减少空闲占用。
• 调优步骤
  1. 先定MPM与基线（如 event/worker + 上表示例）。
  2. 逐步提升 MaxRequestWorkers/MaxClients，每次小幅增加并压测，观察 CPU、内存、队列与错误率。
  3. 结合公式与监控调整 KeepAliveTimeout/MaxKeepAliveRequests，在“连接复用收益”与“空闲占用成本”间找平衡。
  4. 若出现 MaxRequestWorkers 不足 的日志/现象，再结合内存与压测结果继续上调，并同步调整 ServerLimit/ThreadLimit。
  5. 长稳运行后，按需设置 MaxConnectionsPerChild 为非零值以周期性回收潜在泄漏影响。

四 操作系统与架构层面的优化

• 文件描述符与内核网络
  • 提升进程可打开的文件描述符上限（如 systemd 服务 LimitNOFILE、/etc/security/limits.conf），避免“too many open files”。
  • 优化 TCP 参数：如 somaxconn（全连接队列）、backlog（ListenBacklog 与之匹配）、tcp_tw_reuse/tcp_fin_timeout 等，减少连接排队与TIME_WAIT占用。
• 静态资源与缓存
  • 启用 mod_deflate（压缩传输）、mod_expires（缓存控制），降低带宽与时延；静态资源尽量由 CDN/反向代理承载，减轻Apache并发压力。
• 架构扩展
  • 引入 反向代理/负载均衡（如 Nginx/HAProxy）做连接卸载与水平扩展；后端多实例配合 mod_proxy_balancer 提升总体并发与可用性。