摘要:Nginx是大型架构的必备中间件,也是大厂必备技能,下面我就重点详解高并发场景下,Nginx实现高并发的关键技术@mikechen
Nginx是大型架构的必备中间件,也是大厂必备技能,下面我就重点详解高并发场景下,Nginx实现高并发的关键技术@mikechen
本文作者:陈睿|mikechen
文章来源:mikechen.cc
事件驱动模型
Nginx 采用事件驱动模型,能够高效地处理大量的并发连接。
Nginx通过事件循环机制,避免了每个请求独立创建线程、或进程的做法,而是用一个进程、或少数几个进程,就可以处理成千上万的并发连接。
与传统的线程模型相比,这种事件驱动的方式可以显著减少系统开销和内存占用。
假设有10000个并发连接需要处理,如果每个连接都独立分配一个线程,系统就需要启动10000个...线程来处理这些连接。
这会导致大量的上下文切换和内存占用,使用事件驱动模型后,Nginx只需要几个工作进程,比如:每个工作进程通常处理上千个连接。
这样,每个工作进程在事件循环中处理所有请求,避免了线程的高开销。
异步非阻塞I/O
Nginx 使用异步非阻塞I/O模型,一个工作进程可以同时处理多个连接的请求。
当一个连接的I/O操作阻塞时,工作进程可以处理其他连接的请求,避免了线程的上下文切换开销。
与同步阻塞I/O相比,异步非阻塞I/O可以在I/O操作未完成时,继续处理其他任务,不会因为等待数据而阻塞其他连接的处理。
异步操作
当Nginx需要进行I/O操作(如:读取数据、或写入数据到客户端)时,它不会等待操作完成。
而是将I/O操作提交给操作系统,系统在处理完这些I/O操作后会通过事件机制通知Nginx。
非阻塞I/O
每个连接使用非阻塞模式,这意味着Nginx可以同时处理多个连接,即使某些连接的I/O操作还在进行中,Nginx也能继续处理其他连接的请求。
假如:Nginx正在处理一个上传请求,传统的同步I/O会等待文件上传完成后才返回。
而异步I/O可以在上传操作还没有完成时,继续处理其他请求,而不会阻塞整个进程的处理能力。
模块化设计
Nginx 的模块化设计使得它非常灵活,可以根据不同的需求定制、和扩展。
Nginx 提供了丰富的模块,包括 HTTP 模块、邮件代理模块等,可以满足各种应用场景。
核心模块
处理基本的Web服务器功能,如:HTTP协议支持、TCP/UDP负载均衡、反向代理、SSL加密...等。
第三方模块
Nginx允许用户根据需要通过编译扩展模块,支持如:WebSocket、动态内容缓存、权限认证。。。等功能。
这些模块可以在Nginx的编译时被启用,或者通过动态加载。
Nginx性能优化
Nginx内置了非常高效的缓存机制,比如:通过缓存静态资源(如:图片、CSS、JS文件...等等)。
http {proxy_cache_path /path/to/cache levels=1:2 keys_zone=my_cache:10m max_size=10g inactive=60m;server {location / {proxy_cache my_cache;proxy_pass http://backend;}}}以及,和代理缓存动态内容(如API响应),可以显著减少后端服务器的压力。
对于静态内容,Nginx可以直接从本地缓存读取,避免了每次请求都访问后端。
Nginx的配置能够针对高并发场景进行进一步优化:
worker_processes:设置为CPU核心数,可以最大化Nginx的处理能力。worker_connections:配置每个工作进程的最大连接数,适应大流量的场景。keepalive_timeout:设置TCP连接的保持时间,避免过早关闭连接影响性能。sendfile:开启sendfile可以直接将文件内容从磁盘发送到网络,不经过用户空间,提高文件传输效率。来源:小隐说科技