Nginx 和 Apache 有什么区别？

Nginx 在几年内征服了大多数 Web 服务器。众所周知，Nginx 在处理大并发静态请求时效率明显高于 Httpd，甚至可以轻松解决 C10K 问题。

在高并发连接的情况下，Nginx 是 Apache 服务器的一个很好的替代方案。 Nginx 还可以用作第 7 层负载均衡服务器。根据我的测试结果，Nginx + PHP（FastCGI）可以承受3万以上的并发连接，相当于相同环境下Apache的10倍。

一般来说，4GB内存的服务器+Apache（prefork模式）一般只能处理3000个并发连接，因为它们会占用3GB以上的内存，必须为系统预留1GB的内存。我曾经有两台 Apache 服务器。由于配置文件中设置的MaxClients为4000，当Apache并发连接数达到3800时，服务器内存和Swap空间就满了，崩溃了。

而这个 Nginx + PHP (FastCGI) 服务器有 30,000 个并发连接。打开的10个Nginx进程使用150M内存（15M*10=150M），打开64个php-cgi。该进程使用1280M内存（20M*64=1280M），加上系统本身消耗的内存，总共消耗不到2GB内存。如果服务器内存较小，只能开启25个php-cgi进程，所以php-cgi消耗的总内存只有500M。

在3万并发连接下，PHP程序访问Nginx+PHP服务器（FastCGI）的速度还是很快的。

为什么 Nginx 处理高并发比 httpd 更好？我们先来了解一下这两种Web服务器的工作原理和工作模式。

1。 Apache的三种工作模式

我们都知道Apache有三种工作模式：prefork、worker、event。

• prefork： 多进程，每个请求由一个进程响应。这个过程会使用选择机制来通知。
• 工作原理：多线程，一个进程可以产生多个线程，每个线程响应一个请求，但通知机制仍然是选择性的，但可以接受多个请求。
• 事件：基于异步I/O模型，一个进程或线程，每个进程或线程响应多个用户请求，它是基于事件驱动（即epoll机制）实现的。

1。 prefork 的工作原理

如果您没有使用“-with-mpm”明确指定特定的 MPM，则 prefork 是 Unix 平台上的默认 MPM。它采用的预伪装子进程的方式也是Apache1.3中采用的模式。 Prefork 本身不使用线程。 2.0 版本使用它来保持与 1.3 版本的兼容性。另一方面，prefork 使用单独的子进程来处理不同的请求。这些进程相互独立，这也使其成为最稳定的 MPM 之一。

2。 Worker原理

相比于prefork，worker是2.0版本中全新的MPM，支持多线程、多进程混合模型。由于使用线程进行处理，因此可以处理比较大量的请求，并且系统资源的开销比基于进程的服务器要少。但worker也使用多个进程，每个进程产生多个线程，以实现基于进程的服务器的稳定性。这种MPM工作方式将是Apache 2.0的发展趋势。

3。事件机制的基于事件的特性

一个进程响应多个用户请求，并使用回调机制重用套接字。请求到达后，进程并不处理该请求，而是直接交给其他机制。处理，通过epoll机制通知请求是否已经完成；在此过程中进程本身一直处于非活动状态，并且始终可以接收用户请求。可以实现一个流程来响应多个用户请求。支持大量并发连接并使用更少的资源。

2。如何提高Web服务器处理同时连接的能力

有几个基本条件：

1。基于线程，即一个进程派生多个线程，每个线程响应用户的每个请求。

2。基于事件的模型，一个进程处理多个请求，并通过epoll机制通知用户请求已完成。

3。基于磁盘的 AIO（异步 I/O）

4。支持mmap内存映射。当传统的 mmap Web 服务器提交页面时，它们首先将磁盘页面提交到核心缓存，然后从核心缓存复制一份副本到 Web 服务器。 Mmap机制允许内核缓存映射到磁盘。 Web服务器可以直接复制页面的内容。没有必要先进入磁盘上的内核缓存页。

恰好Nginx支持以上所有功能。所以Nginx官网说Nginx支持5万并发，是有道理的。

3。 Nginx 的优点

传统上，基于进程或线程模型架构的 Web 服务按每个处理并发连接请求过程或每线程，在网络和I/O操作期间必然会造成阻塞。另外，不可避免的结果是内存或CPU利用率低。

生成一个新的进程/线程需要提前准备其运行时环境，包括为其分配堆内存和堆栈内存，并为其创建新的执行上下文。这些操作需要占用CPU，过多的进程/线程也会导致线程抖动或频繁的上下文切换，进一步降低系统性能。

另一个高性能Web服务器/Web服务器反向代理：Nginx。 Nginx的主要关注点是其高性能和对物理计算资源的高密度利用，因此它采用了不同的架构模型。受到各种操作系统设计中先进的基于“事件”的处理机制的启发，Nginx采用了模块化、事件驱动、异步、单线程和非阻塞的架构，并使用了大量的复用和事件通知机制。

在Nginx中，连接请求由几个仅包含一个线程的进程worker处理，具有高效的运行循环机制，每个worker可以处理数千个并发和并行连接。问。

4。 Nginx工作原理

Nginx会根据需要同时运行多个进程：一个主进程（master）和多个工作进程（workers）。一旦配置了缓存，还会有一个缓存加载过程（cache loader）。 ）和缓存管理器进程（cache-manager）等。所有进程都只包含一个线程，进程间的通信主要通过“共享内存”机制来实现。主进程以 root 用户身份运行，而工作进程、缓存加载器和缓存管理器都必须以非特权用户身份运行。

在连接重叠较多的情况下，Nginx 是 Apache 服务器的一个很好的替代方案。

Nginx安装非常简单，配置文件非常简洁（还可以支持perl语法），错误也很少。服务器：Nginx非常容易启动，即使运行几个月也可以几乎7*24不间断地运行。无需重新启动。您还可以在不中断服务的情况下升级软件版本。

5。 Nginx的诞生主要是解决C10K问题

最后我们从各自使用的复用IO模型来分析：

1。选择型号：（apache使用，由于模块等限制，使用不多）；

单个进程可以监控的文件描述符数量有最大限制；

select()维护的数据结构用于存储大量文件描述符，随着文件描述符数量的增加，其复制用户态和内核地址空间带来的Overhead也会线性增加；

由于网络响应时间延迟，大量 TCP 连接处于空闲状态，但调用 select() 仍会对所有套接字执行线性操作。扫描会产生一些开销；

2。轮询：轮询是 Unix 使用 select 重新实现的。唯一已修复的问题是轮询对文件描述符的最大数量没有限制；

3。 epoll模型：（Nginx用户）

epoll提供了两个优点，大大提高了性能：

（1）基于事件的应急通知方法，select/poll只能调用特定的方法，核心会扫描所有监控的文件描述符，epoll事件通过epoll_ctl()注册一个文件描述符。当文件描述符准备好时，内核将使用回调之类的东西。回调机制快速激活这个文件描述符，epoll_wait()会收到通知

(2)调用一次