提高 web 應(yīng)用的性能從來沒有比現(xiàn)在更重要過。網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)的比重一直在增長；全球經(jīng)濟(jì)超過 5% 的價(jià)值是在因特網(wǎng)上產(chǎn)生的（數(shù)據(jù)參見下面的資料）。這個(gè)時(shí)刻在線的超連接世界意味著用戶對其的期望值也處于歷史上的最高點(diǎn)。如果你的網(wǎng)站不能及時(shí)的響應(yīng)，或者你的 app 不能無延時(shí)的工作，用戶會(huì)很快的投奔到你的競爭對手那里。
舉一個(gè)例子，一份亞馬遜十年前做過的研究可以證明，甚至在那個(gè)時(shí)候，網(wǎng)頁加載時(shí)間每減少100毫秒，收入就會(huì)增加1%。另一個(gè)最近的研究特別強(qiáng)調(diào)一個(gè)事實(shí)，即超過一半的網(wǎng)站擁有者在調(diào)查中承認(rèn)它們會(huì)因?yàn)閼?yīng)用程序性能的問題流失用戶。
網(wǎng)站到底需要多快呢？對于頁面加載，每增加1秒鐘就有4%的用戶放棄使用。頂級(jí)的電子商務(wù)站點(diǎn)的頁面在第一次交互時(shí)可以做到1秒到3秒加載時(shí)間，而這是提供最高舒適度的速度。很明顯這種利害關(guān)系對于 web 應(yīng)用來說很高，而且在不斷的增加。
想要提高效率很簡單，但是看到實(shí)際結(jié)果很難。為了在你的探索之旅上幫助到你，這篇文章會(huì)給你提供10條最高可以提升10倍網(wǎng)站性能的建議。
Tip #1: 通過反向代理來提高性能和增加安全性
如果你的 web 應(yīng)用運(yùn)行在單個(gè)機(jī)器上，那么這個(gè)辦法會(huì)明顯的提升性能：只需要換一個(gè)更快的機(jī)器，更好的處理器，更多的內(nèi)存，更快的磁盤陣列，等等。然后新機(jī)器就可以更快的運(yùn)行你的 WordPress 服務(wù)器, Node.js 程序, Java 程序，以及其它程序。（如果你的程序要訪問數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，那么解決方法依然很簡單：添加兩個(gè)更快的機(jī)器，以及在兩臺(tái)電腦之間使用一個(gè)更快的鏈路。）
問題是，機(jī)器速度可能并不是問題。web 程序運(yùn)行慢經(jīng)常是因?yàn)橛?jì)算機(jī)一直在不同的任務(wù)之間切換：通過成千上萬的連接和用戶交互，從磁盤訪問文件，運(yùn)行代碼，等等。應(yīng)用服務(wù)器可能會(huì)抖動(dòng)thrashing-比如說內(nèi)存不足、將內(nèi)存數(shù)據(jù)交換到磁盤，以及有多個(gè)請求要等待某個(gè)任務(wù)完成，如磁盤I/O。
你可以采取一個(gè)完全不同的方案來替代升級(jí)硬件：添加一個(gè)反向代理服務(wù)器來分擔(dān)部分任務(wù)。反向代理服務(wù)器 位于運(yùn)行應(yīng)用的機(jī)器的前端，是用來處理網(wǎng)絡(luò)流量的。只有反向代理服務(wù)器是直接連接到互聯(lián)網(wǎng)的；和應(yīng)用服務(wù)器的通訊都是通過一個(gè)快速的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)完成的。
使用反向代理服務(wù)器可以將應(yīng)用服務(wù)器從等待用戶與 web 程序交互解放出來，這樣應(yīng)用服務(wù)器就可以專注于為反向代理服務(wù)器構(gòu)建網(wǎng)頁，讓其能夠傳輸?shù)交ヂ?lián)網(wǎng)上。而應(yīng)用服務(wù)器就不需要等待客戶端的響應(yīng)，其運(yùn)行速度可以接近于優(yōu)化后的性能水平。
添加反向代理服務(wù)器還可以給你的 web 服務(wù)器安裝帶來靈活性。比如，一個(gè)某種類型的服務(wù)器已經(jīng)超載了，那么就可以輕松的添加另一個(gè)相同的服務(wù)器；如果某個(gè)機(jī)器宕機(jī)了，也可以很容易替代一個(gè)新的。
因?yàn)榉聪虼韼淼撵`活性，所以反向代理也是一些性能加速功能的必要前提，比如：
負(fù)載均衡 (參見 Tip #2) – 負(fù)載均衡運(yùn)行在反向代理服務(wù)器上，用來將流量均衡分配給一批應(yīng)用。有了合適的負(fù)載均衡，你就可以添加應(yīng)用服務(wù)器而根本不用修改應(yīng)用。
緩存靜態(tài)文件 (參見 Tip #3) – 直接讀取的文件，比如圖片或者客戶端代碼，可以保存在反向代理服務(wù)器，然后直接發(fā)給客戶端，這樣就可以提高速度、分擔(dān)應(yīng)用服務(wù)器的負(fù)載，可以讓應(yīng)用運(yùn)行的更快。
網(wǎng)站安全 – 反向代理服務(wù)器可以提高網(wǎng)站安全性，以及快速的發(fā)現(xiàn)和響應(yīng)攻擊，保證應(yīng)用服務(wù)器處于被保護(hù)狀態(tài)。
NGINX 軟件為用作反向代理服務(wù)器而專門設(shè)計(jì)，也包含了上述的多種功能。NGINX 使用事件驅(qū)動(dòng)的方式處理請求，這會(huì)比傳統(tǒng)的服務(wù)器更加有效率。NGINX plus 添加了更多高級(jí)的反向代理特性，比如應(yīng)用的健康度檢查，專門用來處理請求路由、高級(jí)緩沖和相關(guān)支持。
Tip #2: 添加負(fù)載平衡
添加一個(gè)負(fù)載均衡服務(wù)器 是一個(gè)相當(dāng)簡單的用來提高性能和網(wǎng)站安全性的的方法。與其將核心 Web 服務(wù)器變得越來越大和越來越強(qiáng)，不如使用負(fù)載均衡將流量分配到多個(gè)服務(wù)器。即使程序?qū)懙牟缓?，或者在擴(kuò)容方面有困難，僅是使用負(fù)載均衡服務(wù)器就可以很好的提高用戶體驗(yàn)。
負(fù)載均衡服務(wù)器首先是一個(gè)反向代理服務(wù)器（參見Tip #1）——它接受來自互聯(lián)網(wǎng)的流量，然后轉(zhuǎn)發(fā)請求給另一個(gè)服務(wù)器。特別是負(fù)載均衡服務(wù)器支持兩個(gè)或多個(gè)應(yīng)用服務(wù)器，使用分配算法將請求轉(zhuǎn)發(fā)給不同服務(wù)器。最簡單的負(fù)載均衡方法是輪轉(zhuǎn)法round robin，每個(gè)新的請求都會(huì)發(fā)給列表里的下一個(gè)服務(wù)器。其它的復(fù)制均衡方法包括將請求發(fā)給活動(dòng)連接最少的服務(wù)器。NGINX plus 擁有將特定用戶的會(huì)話分配給同一個(gè)服務(wù)器的能力。
負(fù)載均衡可以很好的提高性能是因?yàn)樗梢员苊饽硞€(gè)服務(wù)器過載而另一些服務(wù)器卻沒有需要處理的流量。它也可以簡單的擴(kuò)展服務(wù)器規(guī)模，因?yàn)槟憧梢蕴砑佣鄠€(gè)價(jià)格相對便宜的服務(wù)器并且保證它們被充分利用了。
可以進(jìn)行負(fù)載均衡的協(xié)議包括 HTTP、HTTPS、SPDY、HTTP/2、WebSocket、FastCGI、SCGI、uwsgi、 memcached 等，以及幾種其它的應(yīng)用類型，包括基于 TCP 的應(yīng)用和其它的第4層協(xié)議的程序。分析你的 web 應(yīng)用來決定你要使用哪些以及哪些地方性能不足。
相同的服務(wù)器或服務(wù)器群可以被用來進(jìn)行負(fù)載均衡，也可以用來處理其它的任務(wù)，如 SSL 末端服務(wù)器，支持客戶端的 HTTP/1.x 和 HTTP/2 請求，以及緩存靜態(tài)文件。
Tip #3: 緩存靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的內(nèi)容
緩存可以通過加速內(nèi)容的傳輸速度來提高 web 應(yīng)用的性能。它可以采用以下幾種策略：當(dāng)需要的時(shí)候預(yù)處理要傳輸?shù)膬?nèi)容，保存數(shù)據(jù)到速度更快的設(shè)備，把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在距離客戶端更近的位置，或者將這幾種方法結(jié)合起來使用。
有兩種不同類型數(shù)據(jù)的緩沖：
靜態(tài)內(nèi)容緩存。不經(jīng)常變化的文件，比如圖像(JPEG、PNG) 和代碼(CSS,JavaScript)，可以保存在外圍服務(wù)器上，這樣就可以快速的從內(nèi)存和磁盤上提取。
動(dòng)態(tài)內(nèi)容緩存。很多 web 應(yīng)用會(huì)針對每次網(wǎng)頁請求生成一個(gè)新的 HTML 頁面。在短時(shí)間內(nèi)簡單的緩存生成的 HTML 內(nèi)容，就可以很好的減少要生成的內(nèi)容的數(shù)量，而且這些頁面足夠新，可以滿足你的需要。
舉個(gè)例子，如果一個(gè)頁面每秒會(huì)被瀏覽10次，你將它緩存 1 秒，90%請求的頁面都會(huì)直接從緩存提取。如果你分開緩存靜態(tài)內(nèi)容，甚至新生成的頁面可能都是由這些緩存構(gòu)成的。
下面由是 web 應(yīng)用發(fā)明的三種主要的緩存技術(shù)：
1.縮短數(shù)據(jù)與用戶的網(wǎng)絡(luò)距離。把一份內(nèi)容的拷貝放的離用戶更近的節(jié)點(diǎn)來減少傳輸時(shí)間。
2.提高內(nèi)容服務(wù)器的速度。內(nèi)容可以保存在一個(gè)更快的服務(wù)器上來減少提取文件的時(shí)間。
3.從過載服務(wù)器上移走數(shù)據(jù)。機(jī)器經(jīng)常因?yàn)橐瓿赡承┢渌娜蝿?wù)而造成某個(gè)任務(wù)的執(zhí)行速度比測試結(jié)果要差。將數(shù)據(jù)緩存在不同的機(jī)器上可以提高緩存資源和非緩存資源的性能，而這是因?yàn)橹鳈C(jī)沒有被過度使用。
對 web 應(yīng)用的緩存機(jī)制可以在 web 應(yīng)用服務(wù)器內(nèi)部實(shí)現(xiàn)。首先，緩存動(dòng)態(tài)內(nèi)容是用來減少應(yīng)用服務(wù)器加載動(dòng)態(tài)內(nèi)容的時(shí)間。其次，緩存靜態(tài)內(nèi)容（包括動(dòng)態(tài)內(nèi)容的臨時(shí)拷貝）是為了更進(jìn)一步的分擔(dān)應(yīng)用服務(wù)器的負(fù)載。而且緩存之后會(huì)從應(yīng)用服務(wù)器轉(zhuǎn)移到對用戶而言更快、更近的機(jī)器，從而減少應(yīng)用服務(wù)器的壓力，減少提取數(shù)據(jù)和傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)間。
改進(jìn)過的緩存方案可以極大的提高應(yīng)用的速度。對于大多數(shù)網(wǎng)頁來說，靜態(tài)數(shù)據(jù)，比如大圖像文件，構(gòu)成了超過一半的內(nèi)容。如果沒有緩存，那么這可能會(huì)花費(fèi)幾秒的時(shí)間來提取和傳輸這類數(shù)據(jù)，但是采用了緩存之后不到1秒就可以完成。
舉一個(gè)在實(shí)際中緩存是如何使用的例子， NGINX 和 NGINX Plus 使用了兩條指令來設(shè)置緩存機(jī)制：proxy_cache_path 和 proxy_cache。你可以指定緩存的位置和大小、文件在緩存中保存的最長時(shí)間和其它一些參數(shù)。使用第三條（而且是相當(dāng)受歡迎的一條）指令 proxy_cache_use_stale，如果提供新鮮內(nèi)容的服務(wù)器忙碌或者掛掉了，你甚至可以讓緩存提供較舊的內(nèi)容，這樣客戶端就不會(huì)一無所得。從用戶的角度來看這可以很好的提高你的網(wǎng)站或者應(yīng)用的可用時(shí)間。
NGINX plus 有個(gè)高級(jí)緩存特性，包括對緩存清除的支持和在儀表盤上顯示緩存狀態(tài)信息。
注意：緩存機(jī)制分布于應(yīng)用開發(fā)者、投資決策者以及實(shí)際的系統(tǒng)運(yùn)維人員之間。本文提到的一些復(fù)雜的緩存機(jī)制從 DevOps 的角度來看很具有價(jià)值，即對集應(yīng)用開發(fā)者、架構(gòu)師以及運(yùn)維操作人員的功能為一體的工程師來說可以滿足它們對站點(diǎn)功能性、響應(yīng)時(shí)間、安全性和商業(yè)結(jié)果（如完成的交易數(shù)）等需要。
Tip #4: 壓縮數(shù)據(jù)
壓縮是一個(gè)具有很大潛力的提高性能的加速方法?，F(xiàn)在已經(jīng)有一些針對照片（JPEG 和PNG）、視頻（MPEG-4）和音樂（MP3）等各類文件精心設(shè)計(jì)和高壓縮率的標(biāo)準(zhǔn)。每一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都或多或少的減少了文件的大小。
文本數(shù)據(jù) —— 包括HTML（包含了純文本和 HTML 標(biāo)簽），CSS 和代碼，比如 Javascript —— 經(jīng)常是未經(jīng)壓縮就傳輸?shù)摹嚎s這類數(shù)據(jù)會(huì)在對應(yīng)用程序性能的感覺上，特別是處于慢速或受限的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的客戶端，產(chǎn)生更大的影響。
這是因?yàn)槲谋緮?shù)據(jù)經(jīng)常是用戶與網(wǎng)頁交互的有效數(shù)據(jù)，而多媒體數(shù)據(jù)可能更多的是起提供支持或者裝飾的作用。智能的內(nèi)容壓縮可以減少 HTML，Javascript，CSS和其它文本內(nèi)容對帶寬的要求，通?？梢詼p少 30% 甚至更多的帶寬和相應(yīng)的頁面加載時(shí)間。
如果你使用 SSL，壓縮可以減少需要進(jìn)行 SSL 編碼的的數(shù)據(jù)量，而這些編碼操作會(huì)占用一些 CPU 時(shí)間而抵消了壓縮數(shù)據(jù)減少的時(shí)間。
壓縮文本數(shù)據(jù)的方法很多，舉個(gè)例子，在 HTTP/2 中，小說文本的壓縮模式就特別調(diào)整了頭部數(shù)據(jù)。另一個(gè)例子是可以在 NGINX 里打開使用 GZIP 壓縮。你在你的服務(wù)里預(yù)先壓縮文本數(shù)據(jù)之后，你就可以直接使用 gzip_static 指令來處理壓縮過的 .gz 版本。
Tip #5: 優(yōu)化 SSL/TLS
安全套接字（SSL) 協(xié)議和它的下一代版本傳輸層安全（TLS）協(xié)議正在被越來越多的網(wǎng)站采用。SSL/TLS 對從原始服務(wù)器發(fā)往用戶的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密提高了網(wǎng)站的安全性。影響這個(gè)趨勢的部分原因是 Google 正在使用 SSL/TLS，這在搜索引擎排名上是一個(gè)正面的影響因素。
盡管 SSL/TLS 越來越流行，但是使用加密對速度的影響也讓很多網(wǎng)站望而卻步。SSL/TLS 之所以讓網(wǎng)站變的更慢，原因有二：
任何一個(gè)連接第一次連接時(shí)的握手過程都需要傳遞密鑰。而采用 HTTP/1.x 協(xié)議的瀏覽器在建立多個(gè)連接時(shí)會(huì)對每個(gè)連接重復(fù)上述操作。
數(shù)據(jù)在傳輸過程中需要不斷的在服務(wù)器端加密、在客戶端解密。
為了鼓勵(lì)使用 SSL/TLS，HTTP/2 和 SPDY（在下一章會(huì)描述）的作者設(shè)計(jì)了新的協(xié)議來讓瀏覽器只需要對一個(gè)瀏覽器會(huì)話使用一個(gè)連接。這會(huì)大大的減少上述第一個(gè)原因所浪費(fèi)的時(shí)間。然而現(xiàn)在可以用來提高應(yīng)用程序使用 SSL/TLS 傳輸數(shù)據(jù)的性能的方法不止這些。
web 服務(wù)器有對應(yīng)的機(jī)制優(yōu)化 SSL/TLS 傳輸。舉個(gè)例子，NGINX 使用 OpenSSL 運(yùn)行在普通的硬件上提供了接近專用硬件的傳輸性能。NGINX 的 SSL 性能 有詳細(xì)的文檔，而且把對 SSL/TLS 數(shù)據(jù)進(jìn)行加解密的時(shí)間和 CPU 占用率降低了很多。
Tip #6: 使用 HTTP/2 或 SPDY
對于已經(jīng)使用了 SSL/TLS 的站點(diǎn)，HTTP/2 和 SPDY 可以很好的提高性能，因?yàn)槊總€(gè)連接只需要一次握手。而對于沒有使用 SSL/TLS 的站點(diǎn)來說，從響應(yīng)速度的角度來說 HTTP/2 和 SPDY 將讓遷移到 SSL/TLS 沒有什么壓力（原本會(huì)降低效率）。
Google 在2012年開始把 SPDY 作為一個(gè)比 HTTP/1.x 更快速的協(xié)議來推薦。HTTP/2 是目前 IETF 通過的標(biāo)準(zhǔn)，是基于 SPDY 的。SPDY 已經(jīng)被廣泛的支持了，但是很快就會(huì)被 HTTP/2 替代。
SPDY 和 HTTP/2 的關(guān)鍵是用單一連接來替代多路連接。單個(gè)連接是被復(fù)用的，所以它可以同時(shí)攜帶多個(gè)請求和響應(yīng)的分片。
通過使用單一連接，這些協(xié)議可以避免像在實(shí)現(xiàn)了 HTTP/1.x 的瀏覽器中一樣建立和管理多個(gè)連接。單一連接在對 SSL 特別有效，這是因?yàn)樗梢宰钚』?SSL/TLS 建立安全鏈接時(shí)的握手時(shí)間。
SPDY 協(xié)議需要使用 SSL/TLS，而 HTTP/2 官方標(biāo)準(zhǔn)并不需要，但是目前所有支持 HTTP/2 的瀏覽器只有在啟用了 SSL/TLS 的情況下才能使用它。這就意味著支持 HTTP/2 的瀏覽器只有在網(wǎng)站使用了 SSL 并且服務(wù)器接收 HTTP/2 流量的情況下才會(huì)啟用 HTTP/2。否則的話瀏覽器就會(huì)使用 HTTP/1.x 協(xié)議。
作為支持這些協(xié)議的一個(gè)樣例，NGINX 已經(jīng)從一開始就支持了 SPDY，而且大部分使用 SPDY 協(xié)議的網(wǎng)站都運(yùn)行的是 NGINX。NGINX 同時(shí)也很早對 HTTP/2 的提供了支持，從2015 年9月開始，開源版 NGINX 和 NGINX Plus 就支持它了。
經(jīng)過一段時(shí)間，我們 NGINX 希望更多的站點(diǎn)完全啟用 SSL 并且向 HTTP/2 遷移。這將會(huì)提高安全性，同時(shí)也會(huì)找到并實(shí)現(xiàn)新的優(yōu)化手段，簡化的代碼表現(xiàn)的會(huì)更加優(yōu)異。
Tip #7: 升級(jí)軟件版本
一個(gè)提高應(yīng)用性能的簡單辦法是根據(jù)軟件的穩(wěn)定性和性能的評價(jià)來選在你的軟件棧。進(jìn)一步說，因?yàn)楦咝阅芙M件的開發(fā)者更愿意追求更高的性能和解決 bug ，所以值得使用最新版本的軟件。新版本往往更受開發(fā)者和用戶社區(qū)的關(guān)注。更新的版本往往會(huì)利用到新的編譯器優(yōu)化，包括對新硬件的調(diào)優(yōu)。
穩(wěn)定的新版本通常比舊版本具有更好的兼容性和更高的性能。一直進(jìn)行軟件更新，可以非常簡單的保持軟件保持最佳的優(yōu)化，解決掉 bug，以及提高安全性。
一直使用舊版軟件也會(huì)阻止你利用新的特性。比如上面說到的 HTTP/2，目前要求 OpenSSL 1.0.1。在2016 年中期開始將會(huì)要求1.0.2 ，而它是在2015年1月才發(fā)布的。
NGINX 用戶可以開始遷移到 NGINX 最新的開源軟件 或者 NGINX Plus；它們都包含了最新的能力，如 socket 分割和線程池（見下文），這些都已經(jīng)為性能優(yōu)化過了。然后好好看看的你軟件棧，把它們升級(jí)到你能升級(jí)到的最新版本吧。
Tip #8: Linux 系統(tǒng)性能調(diào)優(yōu)
Linux 是大多數(shù) web 服務(wù)器使用的操作系統(tǒng)，而且作為你的架構(gòu)的基礎(chǔ)，Linux 顯然有不少提高性能的可能。默認(rèn)情況下，很多 Linux 系統(tǒng)都被設(shè)置為使用很少的資源，以符合典型的桌面應(yīng)用使用。這就意味著 web 應(yīng)用需要一些微調(diào)才能達(dá)到最大效能。
這里的 Linux 優(yōu)化是專門針對 web 服務(wù)器方面的。以 NGINX 為例，這里有一些在加速 Linux 時(shí)需要強(qiáng)調(diào)的變化：
緩沖隊(duì)列。如果你有掛起的連接，那么你應(yīng)該考慮增加 net.core.somaxconn 的值，它代表了可以緩存的連接的最大數(shù)量。如果連接限制太小，那么你將會(huì)看到錯(cuò)誤信息，而你可以逐漸的增加這個(gè)參數(shù)直到錯(cuò)誤信息停止出現(xiàn)。
文件描述符。NGINX 對一個(gè)連接使用最多2個(gè)文件描述符。如果你的系統(tǒng)有很多連接請求，你可能就需要提高sys.fs.file_max ，以增加系統(tǒng)對文件描述符數(shù)量整體的限制，這樣才能支持不斷增加的負(fù)載需求。
臨時(shí)端口。當(dāng)使用代理時(shí)，NGINX 會(huì)為每個(gè)上游服務(wù)器創(chuàng)建臨時(shí)端口。你可以設(shè)置net.ipv4.ip_local_port_range 來提高這些端口的范圍，增加可用的端口號(hào)。你也可以減少非活動(dòng)的端口的超時(shí)判斷來重復(fù)使用端口，這可以通過 net.ipv4.tcp_fin_timeout 來設(shè)置，這可以快速的提高流量。
Tip #9: web 服務(wù)器性能調(diào)優(yōu)
無論你是用哪種 web 服務(wù)器，你都需要對它進(jìn)行優(yōu)化來提高性能。下面的推薦手段可以用于任何 web 服務(wù)器，但是一些設(shè)置是針對 NGINX 的。關(guān)鍵的優(yōu)化手段包括：
訪問日志。不要把每個(gè)請求的日志都直接寫回磁盤，你可以在內(nèi)存將日志緩存起來然后批量寫回磁盤。對于NGINX 來說，給指令 access_log 添加參數(shù) buffer=size 可以讓系統(tǒng)在緩存滿了的情況下才把日志寫到磁盤。如果你添加了參數(shù) flush=time ，那么緩存內(nèi)容會(huì)每隔一段時(shí)間再寫回磁盤。
緩存。緩存會(huì)在內(nèi)存中存放部分響應(yīng)，直到滿了為止，這可以讓與客戶端的通信更加高效。內(nèi)存放不下的響應(yīng)會(huì)寫回磁盤，而這就會(huì)降低效能。當(dāng) NGINX 啟用了緩存機(jī)制后，你可以使用指令 proxy_buffer_size 和 proxy_buffers 來管理緩存。
客戶端保活。?；钸B接可以減少開銷，特別是使用 SSL/TLS 時(shí)。對于 NGINX 來說，你可以從 keepalive_requests 的默認(rèn)值 100 開始增加最大連接數(shù)，這樣一個(gè)客戶端就可以在一個(gè)指定的連接上請求多次，而且你也可以通過增加 keepalive_timeout 的值來允許?；钸B接存活更長時(shí)間，這樣就可以讓后來的請求處理的更快速。
上游?；睢Ｉ嫌蔚倪B接——即連接到應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等機(jī)器的連接——同樣也會(huì)受益于連接?；?。對于上游連接來說，你可以增加 keepalive，即每個(gè)工人進(jìn)程的空閑?；钸B接個(gè)數(shù)。這就可以提高連接的復(fù)用次數(shù)，減少需要重新打開全新連接的次數(shù)。
限制。限制客戶端使用的資源可以提高性能和安全性。對于 NGINX 來說，指令 limit_conn 和 limit_conn_zone 限制了給定來源的連接數(shù)量，而 limit_rate 限制了帶寬。這些限制都可以阻止合法用戶扒取資源，同時(shí)也避免了攻擊。指令 limit_req 和 limit_req_zone 限制了客戶端請求。對于上游服務(wù)器來說，可以在 upstream 的配置塊里的 server 指令使用 max_conns 參數(shù)來限制連接到上游服務(wù)器的連接數(shù)。 這樣可以避免服務(wù)器過載。關(guān)聯(lián)的 queue 指令會(huì)創(chuàng)建一個(gè)隊(duì)列來在連接數(shù)抵達(dá) max_connS 限制時(shí)在指定長度的時(shí)間內(nèi)保存特定數(shù)量的請求。
工人進(jìn)程。工人進(jìn)程負(fù)責(zé)處理請求。NGINX 采用事件驅(qū)動(dòng)模型和操作系統(tǒng)特定的機(jī)制來有效的將請求分發(fā)給不同的工人進(jìn)程。這條建議推薦設(shè)置 worker_processes 為每個(gè) CPU 一個(gè) 。worker_connections 的最大數(shù)（默認(rèn)512）可以在大部分系統(tǒng)上根據(jù)需要增加，實(shí)驗(yàn)性地找到最適合你的系統(tǒng)的值。
套接字分割。通常一個(gè)套接字*會(huì)把新連接分配給所有工人進(jìn)程。套接字分割會(huì)為每個(gè)工人進(jìn)程創(chuàng)建一個(gè)套接字*，這樣一來以當(dāng)套接字*可用時(shí)，內(nèi)核就會(huì)將連接分配給它。這可以減少鎖競爭，并且提高多核系統(tǒng)的性能，要啟用套接字分隔需要在 listen 指令里面加上 reuseport 參數(shù)。
線程池。計(jì)算機(jī)進(jìn)程可能被一個(gè)單一的緩慢的操作所占用。對于 web 服務(wù)器軟件來說，磁盤訪問會(huì)影響很多更快的操作，比如計(jì)算或者在內(nèi)存中拷貝。使用了線程池之后慢操作可以分配到不同的任務(wù)集，而主進(jìn)程可以一直運(yùn)行快速操作。當(dāng)磁盤操作完成后結(jié)果會(huì)返回給主進(jìn)程的循環(huán)。在 NGINX 里有兩個(gè)操作——read() 系統(tǒng)調(diào)用和 sendfile() ——被分配到了線程池
技巧。當(dāng)改變?nèi)魏尾僮飨到y(tǒng)或支持服務(wù)的設(shè)置時(shí)，一次只改變一個(gè)參數(shù)然后測試性能。如果修改引起問題了，或者不能讓你的系統(tǒng)更快，那么就改回去。
Tip #10: 監(jiān)視系統(tǒng)活動(dòng)來解決問題和瓶頸
在應(yīng)用開發(fā)中要使得系統(tǒng)變得非常高效的關(guān)鍵是監(jiān)視你的系統(tǒng)在現(xiàn)實(shí)世界運(yùn)行的性能。你必須能通過特定的設(shè)備和你的 web 基礎(chǔ)設(shè)施上監(jiān)控程序活動(dòng)。
監(jiān)視活動(dòng)是最積極的——它會(huì)告訴你發(fā)生了什么，把問題留給你發(fā)現(xiàn)和最終解決掉。
監(jiān)視可以發(fā)現(xiàn)幾種不同的問題。它們包括：
服務(wù)器宕機(jī)。
服務(wù)器出問題一直在丟失連接。
服務(wù)器出現(xiàn)大量的緩存未命中。
服務(wù)器沒有發(fā)送正確的內(nèi)容。
應(yīng)用的總體性能監(jiān)控工具，比如 New Relic 和 Dynatrace，可以幫助你監(jiān)控到從遠(yuǎn)程加載網(wǎng)頁的時(shí)間，而 NGINX 可以幫助你監(jiān)控到應(yīng)用交付端。當(dāng)你需要考慮為基礎(chǔ)設(shè)施添加容量以滿足流量需求時(shí)，應(yīng)用性能數(shù)據(jù)可以告訴你你的優(yōu)化措施的確起作用了。
為了幫助開發(fā)者快速的發(fā)現(xiàn)、解決問題，NGINX Plus 增加了應(yīng)用感知健康度檢查 ——對重復(fù)出現(xiàn)的常規(guī)事件進(jìn)行綜合分析并在問題出現(xiàn)時(shí)向你發(fā)出警告。NGINX Plus 同時(shí)提供會(huì)話過濾功能，這可以阻止當(dāng)前任務(wù)完成之前接受新的連接，另一個(gè)功能是慢啟動(dòng)，允許一個(gè)從錯(cuò)誤恢復(fù)過來的服務(wù)器追趕上負(fù)載均衡服務(wù)器群的進(jìn)度。當(dāng)使用得當(dāng)時(shí)，健康度檢查可以讓你在問題變得嚴(yán)重到影響用戶體驗(yàn)前就發(fā)現(xiàn)它，而會(huì)話過濾和慢啟動(dòng)可以讓你替換服務(wù)器，并且這個(gè)過程不會(huì)對性能和正常運(yùn)行時(shí)間產(chǎn)生負(fù)面影響。下圖就展示了內(nèi)建的 NGINX Plus 模塊實(shí)時(shí)活動(dòng)監(jiān)視的儀表盤，包括了服務(wù)器群，TCP 連接和緩存信息等 Web 架構(gòu)信息。
總結(jié): 看看10倍性能提升的效果
這些性能提升方案對任何一個(gè) web 應(yīng)用都可用并且效果都很好，而實(shí)際效果取決于你的預(yù)算、你能花費(fèi)的時(shí)間、目前實(shí)現(xiàn)方案的差距。所以你該如何對你自己的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)10倍性能提升？
為了指導(dǎo)你了解每種優(yōu)化手段的潛在影響，這里是上面詳述的每個(gè)優(yōu)化方法的關(guān)鍵點(diǎn)，雖然你的情況肯定大不相同：
反向代理服務(wù)器和負(fù)載均衡。沒有負(fù)載均衡或者負(fù)載均衡很差都會(huì)造成間歇的性能低谷。增加一個(gè)反向代理，比如 NGINX ，可以避免 web 應(yīng)用程序在內(nèi)存和磁盤之間波動(dòng)。負(fù)載均衡可以將過載服務(wù)器的任務(wù)轉(zhuǎn)移到空閑的服務(wù)器，還可以輕松的進(jìn)行擴(kuò)容。這些改變都可以產(chǎn)生巨大的性能提升，很容易就可以比你現(xiàn)在的實(shí)現(xiàn)方案的最差性能提高10倍，對于總體性能來說可能提高的不多，但是也是有實(shí)質(zhì)性的提升。
緩存動(dòng)態(tài)和靜態(tài)數(shù)據(jù)。如果你有一個(gè)負(fù)擔(dān)過重的 web 服務(wù)器，那么毫無疑問肯定是你的應(yīng)用服務(wù)器，只通過緩存動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)就可以在峰值時(shí)間提高10倍的性能。緩存靜態(tài)文件可以提高幾倍的性能。
壓縮數(shù)據(jù)。使用媒體文件壓縮格式，比如圖像格式 JPEG，圖形格式 PNG，視頻格式 MPEG-4，音樂文件格式 MP3 可以極大的提高性能。一旦這些都用上了，然后壓縮文件數(shù)據(jù)可以將初始頁面加載速度提高兩倍。
優(yōu)化 SSL/TLS。安全握手會(huì)對性能產(chǎn)生巨大的影響，對它們的優(yōu)化可能會(huì)對初始響應(yīng)產(chǎn)生2倍的提升，特別是對于大量文本的站點(diǎn)。優(yōu)化 SSL/TLS 下媒體文件只會(huì)產(chǎn)生很小的性能提升。
使用 HTTP/2 和 SPDY。當(dāng)你使用了 SSL/TLS，這些協(xié)議就可以提高整個(gè)站點(diǎn)的性能。
對 Linux 和 web 服務(wù)器軟件進(jìn)行調(diào)優(yōu)。比如優(yōu)化緩存機(jī)制，使用?；钸B接，分配時(shí)間敏感型任務(wù)到不同的線程池可以明顯的提高性能；舉個(gè)例子，線程池可以加速對磁盤敏感的任務(wù)近一個(gè)數(shù)量級(jí)。
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