Apache运行模式MPM详解

xiao9469 · 发表于 2023-4-21 19:21:11

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一、理论概述
Web服务器Apache目前一共有三种稳定的MPM（Multi-Processing Module，多线程处理模块）模式。
Prefork ：进程模式
Worker ：线程模式
Event ：事件模式（2.4版本开始稳定使用）
Prefork运行模式详解：
1、Prefork MPM ：Prefork MPM实现了一个非线程的、预派生的Web服务器。它在Apache启动之初，就先预派生一些子进程，然后等待连接；可以减少频繁创建和销毁进程的开销，每个子进程只有一个线程，在一个时间点内，只能处理一个请求，这是一个成熟稳定，可以兼容新老模块，也不需要担心线程安全问题，但是一个进程相对占用资源，消耗大量内存，不擅长处理高并发的场景。
最重要的是将MaxRequestWorkers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。
注：Prefork 是基于多进程的模式
优点：因为每个进程使用独立的内存空间，所以比较安全，一个进程坏了，不会影响其他进程。
缺点：占用的内存比较大。

如果在预编译的时候没有指定MPM的模式，默认使用的是Prefork模式。
[root@localhost ~]# vim /etc/httpd/httpd.conf
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如图上所示：在Apache的配置文件中，可以看出使用的是MPM的哪个模式，我的Apache在预编译的时候，使用参数让Apache三种模式都支持，但指定了使用Event模式，所以这里Event行前的#是被取消掉的！！！

2、Worker MPM：和Prefork模式相比，worker使用了多进程和多线程的混合模式，worker模式也同样会先预派生一些子进程，然后每个子进程创建一些线程，同时包括一些监听线程，每个请求过来会被分配到一个线程来服务。线程比起进程来更轻量，因为线程是通过共享父进程的内存空间，因此，内存的占用会减少一些，在高并发的场景下会比Prefork有更多可用的线程，表现会更优秀一些，另外，如果一个线程出了问题也会导致同一个进程下的线程出现问题，如果是多个线程出现问题，也只是影响Apache的一部分，而不是全部，由于用到多进程多线程，需要考虑到线程的安全了，在使用Keep-alive长连接的时候，某个线程会一直被占用，即使中间没有请求需要等待到超时才会被释放（该问题在Prefork模式下也存在）。

注：Worker MPM
优点：可以处理海量请求，而系统资源的开销小。原因：一个进程中包括多个线程，多个线程之间可以共享内存，所以占用的内存资源比较少。
缺点：不太安全，如果一个线程坏了，整个进程都要坏了，另外存在Keep-alive长连接占用资源时间过长。
如何避免进程中某个线程坏了？一个进程中所有线程完成一定数量的请求后，自动关闭，再重新打开，就可以避免内存溢出等问题。
不管是Worker模式还是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），用于接受客户端即将到来的请求，这样客户端就不需要再等到服务前等候子进程的产生。

3、 Event MPM ：event模式是在2.4版本中才稳定发布的模式，这就是Apache最新的工作模式，他和worker模式很像，不同的是在于它解决了Keep-alive长连接的时候占用线程资源被浪费的问题，在event工作模式中，会有一些专门的线程用来管理这些Keep-alive类型的线程，当有真实请求过来的时候，将请求传递给服务器的线程，执行完毕后，又允许它释放，这增强了在高并发场景下的请求处理。
当某个连接没有请求时，会主动关闭连接，在Worker模式下，必须要等Keep-alive超时，才可以释放。

在./configure配置编译参数的时候，可以使用 --with-mpm=prefork | worker | event 来指定编译为哪一种MPM，当然也可以用编译为三种都成 --enable-mpms-shared=all，这样在编译的时候会在modules目录下自动编译出三个MPM文件的so，然后通过修改httpd.conf配置文件更改MPM。
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4、查看当前使用的是那种MPM
[root@localhost ~]# /usr/local/apache/bin/apachectl -M | grep event #可以查看到使用的是什么模式
mpm_event_module (shared)
也可以使用：/usr/local/apache/bin/apachectl -V 查看MPM ；如下；
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使用：/usr/local/apache/bin/httpd -M | grep event 和 /usr/local/apache/bin/httpd -V  和上述是一样的效果；
总结：

RHEL6/7系统自带的apache默认采用的是Prefork进程模式，在编译apache源码时，如果不用--with-mpm显式指定某种MPM，Prefork就是缺省的MPM；
HTTP 2.4 新特性：
1）MPM支持在运行时装载
指定启用：
  --enable-mpms-shared=all  --with-mpm=event    ##把所有支持的MPM都编译出来，但启用默认的是event
2）支持event    2.2版本也支持，只不过是测试版本
3）异步读写
4）在每模块及每目录上指定日志级别
5）每请求配置;<If> <Elseif>
6)增强版的表达式分析器
7）毫秒级的keepalive timeout，使用ms指定为毫秒
8) 支持主机名的虚拟主机不在需要NameVirtualHost指令
9）支持使用自定义变量
新增一些模块：mod_proxy_fcgi(基于fcgi方式调用执行环境)
   mod_ratelimit (用于做速率限定)
   mod_request (对请求方法做限定)
   mod_remoteip (对远端IP做限定)
对于基于IP的访问做了修改，不在使用order，allow，deny这些机制；而是统一使用require进行调整MPM模块则直接修改主配置文件中的LoadModule指定即可。

二、优化部分
1、对Prefork模块进行设置，修改apache的httpd-mpm.conf配置
[root@lamp ~]# cd /etc/httpd/extra/
[root@lamp extra]# mv /etc/httpd/extra/httpd-mpm.conf ./httpd-mpm.conf.bak
[root@lamp extra]# egrep -v "#|^$" ./httpd-mpm.conf.bak > ./httpd-mpm.conf
[root@lamp extra]#
先将http-mpm.conf 中的注释行和空行过滤掉
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注释：
StartServers 5       在初始化的时候打开5个进程
MinSpareServers  5       最少有5个备用空闲进程
MaxSpareServers  10       最多10个备用空闲进程
MaxRequestWorkers 250    Apache最大的处理并发请求是250个
MaxConnectionsPerChild 0 这个一般不用，

添加：
ServerLimit 250       该参数是最大的进程数，由于Prefork模式进程和线程是一对一的，所以最大请求并发得和最大进程数相等。

针对于Prefork中参数数值的调整，还是需要根据实际情况（服务器性能，业务需求）来进行调整：
如果做5000个并发的Web，需要多少内存？  5000*2M/0.8/1024=12.2G，服务器大概需要14G——16G内存，
ServerLimit的大小，取决于你系统的资源，每个Apache进程默认大约占用2M内存，基本可以按照这个工时来计算，最大内存*80%/2M=ServerLimit    （一个进程正常是1.6-1.7M，上述使用2M作为计算的）。

根据上面的描述，修改参数如下：
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注释：MaxRequestsPerChild 1000 #每个子进程可以支持的请求数，累计到1000。会重启进程。存在长连接的话，一个长连接只能算一个。这可以设置为0，因为一个进程关闭，所有的线程也都关了。

额外参数:
MaxKeepAliveRequests 200 # 限制KeepAlive长链接最大处理200个请求。

目前用的MPM是Event，修改Apache配置文件，调整位Prefork:
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修改为：

重新启动Apache之后发现，Apache预派生进程数变成5个：
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注释：
5个预派生进程是Prefork默认的，Apache没有去读取我们修改过的http.mpm.conf文件。
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在配置文件中，将该行的注释取消掉。

重启Apache查看预派生的进程数如下:
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查看到httpd进程数52个，多的两个。一个是我们grep抓取时候的进程，还有一个是httpd的主进程。
一般对于数值的设定，够用就行。
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如上：进程中第六列是每个进程占用我们资源大小，1536K。

[root@lamp extra]# ps -aux | grep httpd | awk '{sum += $6; n++};END{print sum/n}'
1546.46
[root@lamp extra]#

使用awk进行第六列自加。算出总量1546.46K。1M=1024K
比如：内存2G 20%的内存留给系统使用，最大可以处理多少Apache并发；
内存2G - 400M =1600M/1.5M = 1100并发数；然后根据实际计算，修改Prefork_module参数；

watch 命令用于动态的观察Apache的最大连接数：
watch -n 1 "pgrep httpd | wc -l"
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使用ab来进行测压：
[root@lamp ~]# yum install -y httpd-devel #ab是httpd-devel提供的，ab是最简单的测压工具
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通过ab命令测试以及配合watch可以动态查看到进程数量的变化；等请求完成之后，进程数量不断减少至52；

2、对worker模块进行设置，修改apache的httpd-mpm.conf配置
worker比prefork内存资源使用少很多，适用于高并发，缺点就是一个线程崩掉了，整个进程就崩掉了，稳定性不如prefork。
修改Apache配置文件，将Prefork注释掉，启用worder；
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重新启动Apache；
查看目前使用的MPM模块：如下
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查看预派生进程数是不是变成worker默认的三个：如下
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修改httpd.mpm.conf配置文件：如下（生产环境最常用的）
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注释：
ServerLimit       64 最大的进程数限制
StartServers 5             最初建立的子进程
MinSpareThreads 25    最小空闲线程数
MaxSpareThreads 500 最大空闲线程数
ThreadsPerChild    150    每个进程包括150个线程数
ThreadLimit       200    一个进程下最大的线程数限制
MaxRequestWorkers 9600 表示Apache最多同时处理9600的并发请求，超过的进入队列等待；9600是64*150得到的；
此服务器配置：最多进程数：64个，最多线程数（最大并发数）64*150=9600，不可以超过64*200=12800
然后保存配置，重启Apache，即可生效；

案例：
如果MaxRequestsPerChild 30000  这样配置会有什么结果？
结果：一但到30000次请求，那150个线程都关了，会出大量闪断情况。

3、Event模式，了解以下即可；
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总结：
Apache httpd 能更好的为有特殊要求的站点定制。例如，要求更高伸缩性的站点可以选择使用线程的 MPM，即 worker 或 event；需要可靠性或者与旧软件兼容的站点可以使用 prefork

源文地址：https://blog.csdn.net/weixin_45894245/article/details/108869963

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