Nginx如何优化Web服务器性能

Nginx性能优化实战指南

一 核心并发模型与系统资源

• 设置工作进程数与文件描述符
  • 将 worker_processes 设为 auto（通常等于 CPU 逻辑核心数），充分利用多核；在极高并发或 I/O 密集场景可酌情提高，但避免过多导致上下文切换开销。
  • 提升 worker_rlimit_nofile（如 200000），并确保系统 ulimit -n 与之匹配，避免 “too many open files”。最大并发连接数近似为：worker_processes × worker_connections。
• 事件模型与连接处理
  • Linux 下使用 use epoll; multi_accept on; 提升新连接接纳效率。
  • 合理调大 worker_connections（如 10240 或更高），并配合长连接复用降低握手成本。
  • 调优内核网络队列：net.core.somaxconn（如 65536）、net.ipv4.tcp_max_tw_buckets（如 1440000），缓解高并发下队列溢出与 TIME_WAIT 堆积。
• 典型计算示例
  • 4 核 CPU、worker_connections=10240 → 理论最大并发约 40960（实际受限于端口、内存、后端能力等）。

二 连接与传输层优化

• 客户端长连接
  • 适度降低 keepalive_timeout（如 15–30s），提升连接复用率；提高 keepalive_requests（如 10000），减少频繁建连开销。
• 传输效率
  • 启用 sendfile on; tcp_nopush on;（与长连接配合）优化静态文件发送；对低延迟 API/小包场景开启 tcp_nodelay on; 降低 Nagle 延迟。
• 监听队列
  • 在 listen 指令中增大 backlog（如 65535），配合 somaxconn 提升突发流量接纳能力。
• 上游长连接
  • 反向代理到上游时开启 upstream keepalive（如 keepalive 100;），并使用 proxy_http_version 1.1; proxy_set_header Connection “”; 复用后端连接，显著降低后端连接开销。

三 静态资源、压缩与缓存

• 静态资源与浏览器缓存
  • 对图片、CSS、JS 等设置长期 Cache-Control/Expires（如 expires 365d;），减少重复请求与带宽消耗。
• 压缩传输
  • 启用 gzip on;，合理设置 gzip_comp_level（2–6）、gzip_min_length（如 1000–10240 字节）、gzip_types（文本、脚本、样式等），节省带宽并缩短首包时间；条件允许可叠加 Brotli 模块获得更高压缩率。
• 访问日志
  • 非审计场景可关闭 access_log off;；如需保留，启用缓冲写入（如 buffer=64k flush=1m;）降低磁盘 I/O 抖动。
• 打开文件缓存
  • 启用 open_file_cache 缓存频繁访问的文件元信息与描述符（如 max=102400 inactive=20s; valid=30s; min_uses=1; errors on;），减少系统调用与磁盘查找。

四 反向代理与上游优化

• 缓冲与代理参数
  • 开启 proxy_buffering on;，设置 proxy_buffer_size（如 16k）与 proxy_buffers（如 1024 16k），让 Nginx 尽快释放上游连接，提升吞吐与稳定性。
• 上游连接复用与健康检查
  • 配置 upstream keepalive（如 keepalive 100;），并使用 proxy_http_version 1.1; proxy_set_header Connection “”; 维持长连接；按需配置被动健康检查（如 max_fails/fail_timeout）与负载均衡策略（轮询、最少连接、IP 哈希）。
• 内容缓存
  • 对命中率高的接口/页面启用 proxy_cache_path /var/cache/nginx levels=1:2 keys_zone=my_cache:10m max_size=1g inactive=60m use_temp_path=off; 并在 location 中开启 proxy_cache my_cache;，显著降低后端压力与尾延迟。

五 压测验证与上线流程

• 建立可复现的基准
  • 使用 JMeter 等工具固定并发线程、Ramp-up、持续时间与目标 URL，记录 QPS、平均响应时间、p95/p99、错误率 等关键指标，形成基线。
• 小步迭代与 A/B 验证
  • 一次只调整一类参数（如先并发/长连接，再缓冲/压缩，最后上游/缓存），每次变更后重复压测，对比差异并保留有效优化。
• 监控与容量评估
  • 压测期间同步观察 CPU、内存、网络、文件句柄、连接队列 等指标，确认瓶颈所在；结合业务峰值与安全冗余设定最终参数。
• 灰度与热更新
  • 使用 nginx -t 校验配置，执行 nginx -s reload 热加载；先灰度小流量观察，再全量发布，确保可回滚与可观测性。