如何在Ubuntu上优化Apache2的CPU使用

Ubuntu 上优化 Apache2 的 CPU 使用

一 基线检查与模块精简

• 确认版本与运行状态：apache2 -v、systemctl status apache2，确保为稳定版本并运行正常。
• 精简加载模块：仅启用必需模块，减少 CPU 与内存开销。
  列出模块：apache2ctl -M；禁用不需要的模块：sudo a2dismod module_name；启用必要模块：sudo a2enmod module_name。
• 关闭 DNS 反向查询：在全局或虚拟主机中将 HostnameLookups Off，避免每个请求做 DNS 查询。
• 减少日志压力：非必要时降低日志级别或关闭访问日志；使用 logrotate 管理日志轮转，避免频繁 I/O 放大 CPU 占用。
• 启用压缩：启用 mod_deflate 压缩文本类响应（HTML/CSS/JS），以 CPU 换带宽，通常能显著降低总体 CPU 与网络时间：sudo a2enmod deflate。
• 启用缓存：启用 mod_cache 与 mod_cache_disk 缓存静态资源，减少后端渲染与重复计算：sudo a2enmod cache、sudo a2enmod cache_disk。
• 可选状态页：启用 mod_status 并限制来源 IP，便于排查高 CPU 时段与热点请求：ExtendedStatus On 并在 <Location /server-status> 中设置访问控制。

二 选择并调优 MPM（多处理模块）

• 模块选择原则：
  • event：事件驱动，适合高并发、长连接场景，通常 CPU 与内存效率最佳。
  • worker：多线程，性能优于 prefork，适合线程安全环境。
  • prefork：非线程、进程隔离，兼容老旧或线程不安全模块（如某些 mod_php 场景），但内存占用更高。
• 切换示例（Ubuntu 22.04+）：
  • 查看与切换：sudo a2dismod mpm_prefork → sudo a2enmod mpm_event（或 mpm_worker）→ sudo systemctl restart apache2。
• 关键参数调优思路：
  • 目标是让 MaxRequestWorkers 对应的总内存占用不超过物理内存的 70%，避免 swap（swap 会显著放大 CPU 等待）。
  • 估算方法：先测量单个 Apache 子进程/线程的常驻内存（如 pmap/smem），再设置 MaxRequestWorkers，使“单进程内存 × MaxRequestWorkers ≤ 可用内存 × 0.7”。
  • 示例（Event，需结合实际压测微调）：

    <IfModule mpm_event_module>
        StartServers          4
        MinSpareThreads      25
        MaxSpareThreads      75
        ThreadsPerChild      25
        MaxRequestWorkers    150
        MaxConnectionsPerChild 1000
    </IfModule>
    

  • 若使用 prefork（每个进程单线程），重点调 MaxRequestWorkers（旧称 MaxClients），并确保不超过内存上限。

三 连接与会话层优化

• 启用并收紧持久连接（KeepAlive）：
  • KeepAlive On 减少 TCP/SSL 握手与进程/线程创建销毁次数。
  • MaxKeepAliveRequests 100 限制单连接请求数，避免长连接被少数客户端长期占用。
  • KeepAliveTimeout 2（繁忙站点建议 1–5 秒）降低空闲占用；过小会影响页面内多资源加载。
• 超时收敛：将 Timeout 5–10 秒，减少慢客户端或异常连接对 worker/线程的长时间占用。
• 协议与加密：启用 HTTP/2（在 ports.conf 的 443 监听上添加 http2），多路复用可显著减少连接开销；确保 TLS 配置合理，避免过高加密套件导致 CPU 飙升。

四 缓存与内容层面优化

• 页面与静态资源缓存：启用 mod_expires 设置过期头，配合浏览器与 CDN 缓存，降低后端与 CPU 计算：

  <IfModule mod_expires.c>
    ExpiresActive On
    ExpiresByType image/jpg  "access plus 1 month"
    ExpiresByType text/css   "access plus 1 week"
    ExpiresByType application/javascript "access plus 1 week"
  </IfModule>
  

• 反向代理/静态资源卸载：将静态资源交由 Nginx/CDN，动态请求再回源 Apache，显著降低 Apache CPU 与 I/O。
• 内容压缩：对 text/html、text/css、application/javascript 启用 mod_deflate，以可控的 CPU 开销换取更少的传输字节与更快的完成时间。
• 数据库与应用层：优化 SQL 查询、合理使用缓存（如 OPcache）、减少阻塞与慢请求，避免后端成为 CPU 瓶颈。

五 监控与迭代流程

• 实时监控：使用 top/htop、apache2ctl status、curl -w 观察 CPU%、负载、请求耗时、并发连接；必要时开启 mod_status 的 ExtendedStatus 做细粒度排查。
• 压测与验证：使用 ab、wrk、jmeter 在测试环境进行基线压测，逐步调整 MPM 参数、KeepAlive、缓存策略，观察 吞吐、P95/P99 延迟与 CPU 变化。
• 变更与回滚：每次只调整一个变量，变更后用 sudo systemctl reload apache2（或重启）生效，异常及时回滚。
• 典型症状与对策：
  • 错误日志出现 “server reached MaxRequestWorkers setting, consider raising the MaxRequestWorkers setting” 表示并发不足，但务必先确认内存是否充足再上调。
  • 若 CPU 高而内存宽裕，优先增加 MaxRequestWorkers/ThreadsPerChild 并收紧 KeepAliveTimeout；若内存紧张，先降并发、启用缓存/CDN、优化应用与 SQL。