Nginx高并发内核优化指南

要充分发挥Nginx在高并发场景下的性能，需要从操作系统内核参数和Nginx配置两方面进行优化。以下是一些关键优化建议：

一、Linux内核参数优化

1. 文件描述符限制

# 临时设置
ulimit -n 655350

# 永久设置(修改/etc/security/limits.conf)
* soft nofile 655350
* hard nofile 655350

2. 网络相关内核参数

# 编辑/etc/sysctl.conf添加以下内容

# 开启TCP连接复用，允许将TIME-WAIT sockets重新用于新的TCP连接
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1

# 减少FIN-WAIT-2状态的超时时间
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30

# 增加系统同时保持TIME_WAIT的最大数量
net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 6000

# 增大系统文件描述符限制
fs.file-max = 655350

# 增加系统端口范围
net.ipv4.ip_local_port_range = 1024 65000

# 增大TCP缓冲区大小
net.ipv4.tcp_rmem = 4096 87380 4194304
net.ipv4.tcp_wmem = 4096 16384 4194304

# 增大最大连接数(包括等待accept的)
net.core.somaxconn = 65535

# 增大等待accept的队列长度
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 65536

# 开启SYN cookies，防止SYN洪水攻击
net.ipv4.tcp_syncookies = 1

# 减少keepalive探测次数和时间
net.ipv4.tcp_keepalive_time = 600
net.ipv4.tcp_keepalive_probes = 5
net.ipv4.tcp_keepalive_intvl = 15

应用修改：

sysctl -p

二、Nginx配置优化

1. worker进程配置

worker_processes auto;  # 自动设置为CPU核心数
worker_rlimit_nofile 65535;  # 每个worker进程的文件描述符限制

events {
    worker_connections 65535;  # 每个worker进程的最大连接数
    use epoll;  # 使用epoll事件模型(Linux)
    multi_accept on;  # 一个worker进程同时接受多个连接
}

2. HTTP核心配置

http {
    sendfile on;  # 启用sendfile系统调用
    tcp_nopush on;  # 启用TCP_CORK选项
    tcp_nodelay on;  # 禁用Nagle算法

    keepalive_timeout 65;  # 保持连接超时时间
    keepalive_requests 10000;  # 单个keepalive连接的最大请求数

    client_header_buffer_size 4k;  # 客户端请求头缓冲区大小
    large_client_header_buffers 4 8k;  # 大型请求头缓冲区

    client_max_body_size 8m;  # 客户端请求体最大大小

    # 关闭不必要的日志记录
    access_log off;
    # 或者缓冲日志写入
    access_log /var/log/nginx/access.log buffer=32k flush=5s;

    # 开启gzip压缩
    gzip on;
    gzip_min_length 1k;
    gzip_buffers 4 16k;
    gzip_comp_level 2;
    gzip_types text/plain application/x-javascript text/css application/xml;

    # 静态文件缓存
    open_file_cache max=65535 inactive=20s;
    open_file_cache_valid 30s;
    open_file_cache_min_uses 2;
    open_file_cache_errors on;
}

3. 反向代理优化

upstream backend {
    server 127.0.0.1:8080;

    # 连接池大小
    keepalive 32;
}

server {
    location / {
        proxy_pass http://backend;

        # 反向代理优化
        proxy_http_version 1.1;
        proxy_set_header Connection "";

        proxy_connect_timeout 5s;
        proxy_read_timeout 60s;
        proxy_send_timeout 60s;

        proxy_buffer_size 4k;
        proxy_buffers 8 32k;
        proxy_busy_buffers_size 64k;
    }
}

三、其他优化建议

1. CPU亲和性：将worker进程绑定到特定CPU核心

worker_cpu_affinity auto;

2. 启用aio：对于大文件传输

location /video/ {
    aio on;
    directio 512;
    output_buffers 1 128k;
}

3. 调整Linux内核调度器：

echo 'net.core.netdev_max_backlog = 30000' >> /etc/sysctl.conf
echo 'net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 8192' >> /etc/sysctl.conf

4. 使用最新内核：Linux 4.9+内核在网络性能上有显著改进

5. 考虑使用reuseport（Nginx 1.9.1+）：

events {
    accept_mutex off;
    reuseport on;
}

四、监控与调优

1. 使用nginx -t测试配置是否正确
2. 监控系统资源：
   • top/htop查看CPU和内存使用
   • ss -s查看socket统计
   • netstat -ant | awk '{print $6}' | sort | uniq -c查看连接状态分布
3. 使用ab、wrk或jmeter进行压力测试

通过以上优化，Nginx可以轻松应对数万甚至更高的并发连接请求。实际优化时应根据具体硬件配置和业务需求进行调整，并通过压力测试验证优化效果。