Apache Prefork、Worker和Event三种MPM工作模式分析

时间:2022-10-24 19:47:24

附录:进程与线程的区别

线程是指进程内的一个执行单元,也是进程内的可调度实体.
与进程的区别:
(1)地址空间:进程内的一个执行单元;进程至少有一个线程;它们共享进程的地址空间;而进程有自己独立的地址空间;
(2)资源拥有:进程是资源分配和拥有的单位,同一个进程内的线程共享进程的资源
(3)线程是处理器调度的基本单位,但进程不是.
4)二者均可并发执行.

进程和线程都是由操作系统所体会的程序运行的基本单元,系统利用该基本单元实现系统对应用的并发性。进程和线程的区别在于:

简而言之,一个程序至少有一个进程,一个进程至少有一个线程. 
线程的划分尺度小于进程,使得多线程程序的并发性高。 
另外,进程在执行过程中拥有独立的内存单元,而多个线程共享内存,从而极大地提高了程序的运行效率。 
线程在执行过程中与进程还是有区别的。每个独立的线程有一个程序运行的入口、顺序执行序列和程序的出口。但是线程不能够独立执行,必须依存在应用程序中,由应用程序提供多个线程执行控制。 
从逻辑角度来看,多线程的意义在于一个应用程序中,有多个执行部分可以同时执行。但操作系统并没有将多个线程看做多个独立的应用,来实现进程的调度和管理以及资源分配。这就是进程和线程的重要区别。

进程是具有一定独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动,进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位. 
线程是进程的一个实体,是CPU调度和分派的基本单位,它是比进程更小的能独立运行的基本单位.线程自己基本上不拥有系统资源,只拥有一点在运行中必不可少的资源(如程序计数器,一组寄存器和栈),但是它可与同属一个进程的其他的线程共享进程所拥有的全部资源. 
一个线程可以创建和撤销另一个线程;同一个进程中的多个线程之间可以并发执行.

   


Apache 2.X  支持插入式并行处理模块,称为多路处理模块(MPM)。在编译apache时必须选择也只能选择一个MPM,对类UNIX系统,有几个不同的MPM可供选择,它们会影响到apache的速度和可伸缩性。 

  Prefork MPM : 这个多路处理模块(MPM)实现了一个非线程型的、预派生的web服务器,它的工作方式类似于Apache 1.3。它适合于没有线程安全库,需要避免线程兼容性问题的系统。它是要求将每个请求相互独立的情况下最好的MPM,这样若一个请求出现问题就不会影响到其他请求。

  这个MPM具有很强的自我调节能力,只需要很少的配置指令调整。最重要的是将MaxClients设置为一个足够大的数值以处理潜在的请求高峰,同时又不能太大,以致需要使用的内存超出物理内存的大小。

 

  Worker MPM : 此多路处理模块(MPM)使网络服务器支持混合的多线程多进程。由于使用线程来处理请求,所以可以处理海量请求,而系统资源的开销小于基于进程的MPM。但是,它也使用了多进程,每个进程又有多个线程,以获得基于进程的MPM的稳定性。

  每个进程可以拥有的线程数量是固定的。服务器会根据负载情况增加或减少进程数量。一个单独的控制进程(父进程)负责子进程的建立。每个子进程可以建立ThreadsPerChild数量的服务线程和一个监听线程,该监听线程监听接入请求并将其传递给服务线程处理和应答。

 

  不管是Worker模式或是Prefork 模式,Apache总是试图保持一些备用的(spare)或者是空闲的子进程(空闲的服务线程池)用于迎接即将到来的请求。这样客户端就不需要在得到服务前等候子进程的产生。

 

  Event MPM:以上两种稳定的MPM方式在非常繁忙的服务器应用下都有些不足。尽管HTTPKeepalive方式能减少TCP连接数量和网络负载,但是 Keepalive需要和服务进程或者线程绑定,这就导致一个繁忙的服务器会耗光所有的线程。 Event MPM是解决这个问题的一种新模型,它把服务进程从连接中分离出来。在服务器处理速度很快,同时具有非常高的点击率时,可用的线程数量就是关键的资源限 制,此时Event MPM方式是最有效的。一个以Worker MPM方式工作的繁忙服务器能够承受每秒好几万次的访问量(例如在大型新闻服务站点的高峰时),而Event MPM可以用来处理更高负载。值得注意的是,Event MPM不能在安全HTTPHTTPS)访问下工作。 

对于Event 模式,apache给出了以下警告:

This MPM is experimental, so it may or may not work as expected .

这种MPM目前处于试验状态,他可能不能按照预期的那样工作。

 

 

如何配置三种MPM                                                       

 

  Prefork UNIX平台上默认的MPM,它所采用的预派生子进程方式也是apache 1.3中采用的模式。prefork 本身并没有使用到线程,2.0 版本使用它是为了与1.3版保持兼容性;另一方面,perfork用单独的子进程来处理不同的请示,之程之间是彼此独立的,这也使其成为最稳定的MPM之一 。

如何查看当前安装的Apache 的三种MPM

Apache Prefork、Worker和Event三种MPM工作模式分析
[root@localhost apache]# httpd -l
Compiled in modules:
core.c
prefork.c
http_core.c
mod_so.c
Apache Prefork、Worker和Event三种MPM工作模式分析

如果你看到perfork.c 则表示当前为perfork MPM模式。worker.c 则表示为 worker MPM模式。

 

那么如何设置apacheMPM呢?

需要的apache 配置安装的时候需要指定模式:

  [root@localhost httpd-2.4.1]# ./configure --prefix=/usr/local/apache2worker --enable-so --with-mpm=worker 
  [root@localhost httpd-2.4.1]# make
  [root@localhost httpd-2.4.1]# make install

指定--with-mpm=NAME 选项指定MPMNAME就是你想使用的MPM的名称。不指定模式的话,默认为Prefork MPM 

 

那么如何配置成Event MPM? 

同我上面的方法一样,只需要在安装的时候加上以下参数: --enable-nonportable-atomics=yes 

需要注意的是Event MPM对于老的CPU可能是不支持的。

 

 

三种MPM参数分析                                                    

 

不管你安装的是apache哪种MPM

在安装完成之后打开.../apache/conf/extra/httpd-mpm.conf文件,找到如下配置:

 

# perfork MPM

Apache Prefork、Worker和Event三种MPM工作模式分析
<IfModule mpm_prefork_module>
StartServers 5
MinSpareServers 5
MaxSpareServers 10
MaxRequestWorkers 250
MaxConnectionsPerChild 0
</IfModule>
Apache Prefork、Worker和Event三种MPM工作模式分析

# StartServers:  数量的服务器进程开始

# MinSpareServers:  最小数量的服务器进程,保存备用

# MaxSpareServers:  最大数量的服务器进程,保存备用

# MaxRequestWorkers:  最大数量的服务器进程允许开始

# MaxConnectionsPerChild:  最大连接数的一个服务器进程服务

  prefork 控制进程在最初建立“StartServers”个子进程后,为了满足MinSpareServers设置的需要创建一个进程,等待一秒钟,继续创建两 个,再等待一秒钟,继续创建四个……如此按指数级增加创建的进程数,最多达到每秒32个,直到满足MinSpareServers设置的值为止。这种模式 可以不必在请求到来时再产生新的进程,从而减小了系统开销以增加性能。MaxSpareServers设置了最大的空闲进程数,如果空闲进程数大于这个 值,Apache会自动kill掉一些多余进程。这个值不要设得过大,但如果设的值比MinSpareServers小,Apache会自动把其调整为 MinSpareServers+1。如果站点负载较大,可考虑同时加大MinSpareServers和MaxSpareServers。  

  MaxRequestsPerChild设置的是每个子进程可处理的请求数。每个子进程在处理了“MaxRequestsPerChild”个请求后将自 动销毁。0意味着无限,即子进程永不销毁。虽然缺省设为0可以使每个子进程处理更多的请求,但如果设成非零值也有两点重要的好处:

1、可防止意外的内存泄 漏。2、在服务器负载下降的时侯会自动减少子进程数。

因此,可根据服务器的负载来调整这个值。

  MaxRequestWorkers指令集同时将服务请求的数量上的限制。任何连接尝试在MaxRequestWorkerslimit将通常被排队,最多若干基于上ListenBacklog指令。 

在apache2.3.13以前的版本MaxRequestWorkers被称为MaxClients 。

MaxClients是这些指令中最为重要的一个,设定的是 Apache可以同时处理的请求,是对Apache性能影响最大的参数。其缺省值150是远远不够的,如果请求总数已达到这个值(可通过ps -ef|grep http|wc -l来确认),那么后面的请求就要排队,直到某个已处理请求完毕。这就是系统资源还剩下很多而HTTP访问却很慢的主要原因。虽然理论上这个值越大,可以 处理的请求就越多,但Apache默认的限制不能大于256。

 

# worker MPM 

Apache Prefork、Worker和Event三种MPM工作模式分析
<IfModule mpm_worker_module>
StartServers 3
MinSpareThreads 75
MaxSpareThreads 250
ThreadsPerChild 25
MaxRequestWorkers 400
MaxConnectionsPerChild 0
</IfModule>
Apache Prefork、Worker和Event三种MPM工作模式分析

# StartServers:  初始数量的服务器进程开始

# MinSpareThreads:  最小数量的工作线程,保存备用

# MaxSpareThreads:  最大数量的工作线程,保存备用

# ThreadsPerChild:  固定数量的工作线程在每个服务器进程

# MaxRequestWorkers:  最大数量的工作线程

# MaxConnectionsPerChild:  最大连接数的一个服务器进程服务

  Worker 由主控制进程生成“StartServers”个子进程,每个子进程中包含固定的ThreadsPerChild线程数,各个线程独立地处理请求。同样, 为了不在请求到来时再生成线程,MinSpareThreads和MaxSpareThreads设置了最少和最多的空闲线程数;

  而MaxRequestWorkers 设置了同时连入的clients最大总数。如果现有子进程中的线程总数不能满足负载,控制进程将派生新的子进程 

  MinSpareThreads和 MaxSpareThreads的最大缺省值分别是75和250。这两个参数对Apache的性能影响并不大,可以按照实际情况相应调节 。

  ThreadsPerChild是worker MPM中与性能相关最密切的指令。ThreadsPerChild的最大缺省值是64,如果负载较大,64也是不够的。这时要显式使用 ThreadLimit指令,它的最大缺省值是20000。 

  Worker模式下所能同时处理的请求总数是由子进程总数乘以ThreadsPerChild 值决定的,应该大于等于MaxRequestWorkers。如果负载很大,现有的子进程数不能满足时,控制进程会派生新的子进程。默认最大的子进程总数是16,加大时 也需要显式声明ServerLimit(最大值是20000)。需要注意的是,如果显式声明了ServerLimit,那么它乘以 ThreadsPerChild的值必须大于等于MaxRequestWorkers,而且MaxRequestWorkers必须是ThreadsPerChild的整数倍,否则 Apache将会自动调节到一个相应值。

 

# event MPM

Apache Prefork、Worker和Event三种MPM工作模式分析
<IfModule mpm_event_module>
StartServers 3
MinSpareThreads 75
MaxSpareThreads 250
ThreadsPerChild 25
MaxRequestWorkers 400
MaxConnectionsPerChild 0
</IfModule>
Apache Prefork、Worker和Event三种MPM工作模式分析

# StartServers:初始数量的服务器进程开始

# MinSpareThreads:  最小数量的工作线程,保存备用

# MaxSpareThreads:  最大数量的工作线程,保存备用

# ThreadsPerChild:  固定数量的工作线程在每个服务器进程

# MaxRequestWorkers:  最大数量的工作线程

# MaxConnectionsPerChild:  最大连接数的一个服务器进程服务