为什么nginx性能比apache性能好

为什么 nginx 性能比 apache 性能好#

• nginx 用的相对于 c++ 更底层的 c 编写，有一定原因

• 两种 webserver 的设计和定位的不同。

• nginx 自身定位为一个轻量级 webserver，高级功能依赖于配置和加载模块组建。而 apache 自身功能强大，自身设计也是追求强大的稳定性。

• 同时最核心原因是二者网络 IO 处理的方式，nginx 是异步非阻塞，而 apache 是同步阻塞，这也是保障了 nginx 高性能和 apache 高稳定性的原因。

主要区别就是网络模型不同#

apache->select

nginx->epoll (主要用这个)

简介#

select，epoll 都是 IO 多路复用的机制。I/O 多路复用就通过一种机制，可以监视多个描述符，一旦某个描述符就绪（一般是读就绪或者写就绪），能够通知程序进行相应的读写操作。但 select，epoll 本质上都是同步 I/O，因为他们都需要在读写事件就绪后自己负责进行读写，也就是说这个读写过程是阻塞的

• I/O 模式

1、阻塞 I/O：(Linux下的I/O操作默认是阻塞I/O)

2、非阻塞 I/O：(可以通过fcntl或者open时使用O_NONBLOCK参数，将fd设置为非阻塞的I/O)

3、I/O 多路复用：(I/O多路复用，通常需要非阻塞I/O配合使用)

4、信号驱动 I/O

5、异步 I/O
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• select 缺点：

1、每次调用 select，都需要把 fd 集合从用户态拷贝到内核态，这个开销在 fd 很多时会很大

2、每次调用 select 都需要在内核遍历传递进来的所有 fd，这个开销在 fd 很多时也很大

3、select 支持的文件描述符数量太小了，默认是 1024

• epoll

epoll 是对 select 的改进，可以避免上述的三个缺点，我们先看一下 epoll 和 select 的调用接口上的不同。

select 只提供了一个函数 select，epoll 提供了三个函数

epoll_create：创建一个epoll句柄

epoll_ctl：注册要监听的事件类型

epoll_wait：等待事件的产生
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对于 1：epoll 的解决方案在 epoll_ctl 函数中。每次注册新的事件到 epoll 句柄中时（在 epoll_ctl 中指定 EPOLL_CTL_ADD），会把所有的 fd 拷贝进内核，而不是在 epoll_wait 的时候重复拷贝，epoll 保证了每个 fd 在整个过程中只会拷贝一次。

对于 2：epoll 的解决方案不像 select 那样每次都把 current 轮流加入 fd 对应的设备等待队列中，而只在 epoll_ctl 时把 current 挂一遍（这一遍必不可少）并为每个 fd 指定一个回调函数，当设备就绪，唤醒等待队列上的等待者时，就会调用这个回调函数，而这个回调函数会把就绪的 fd 加入一个就绪链表）。epoll_wait 的工作实际上就是在这个就绪链表中查看有没有就绪的 fd（利用 schedule_timeout () 实现睡一会，判断一会的效果，和 select 实现是类似的）。

对于 3：epoll 没有这个限制，它所支持的 FD 上限是最大可以打开文件的数目，这个数字一般远大于 2048，举个例子，在 1GB 内存的机器上大约是 10 万左右，具体数目可以 cat /proc/sys/fs/file-max 察看，一般来说这个数目和系统内存关系很大。

• epoll 的优点

1、监视的描述符数量不受限制，select 的最大缺点就是进程打开的 fd 是有数量限制的。这对于连接数量比较大的服务器来说根本不能满足。虽然也可以选择多进程的解决方案，不过虽然 linux 上面创建进程的代价比较小，但仍旧是不可忽视的，加上进程间数据同步远比不上线程间同步的高效，所以也不是一种完美的方案。

2、IO 的效率不会随着监视 fd 的数量的增长而下降。epoll 不同于 select 轮询的方式，而是通过每个 fd 定义的回调函数来实现的，只有就绪的 fd 才会执行回调函数。

3、支持电平触发和边沿触发（只告诉进程哪些文件描述符刚刚变为就绪状态，它只说一遍，如果我们没有采取行动，那么它将不会再次告知，这种方式称为边缘触发）两种方式，理论上边缘触发的性能要更高一些，但是代码实现相当复杂。

总结:#

1. select 实现需要自己不断轮询所有 fd 集合，直到设备就绪，期间可能要睡眠和唤醒多次交替。而 epoll 其实也需要调用 epoll_wait 不断轮询就绪链表，期间也可能多次睡眠和唤醒交替，但是它是设备就绪时，调用回调函数，把就绪 fd 放入就绪链表中，并唤醒在 epoll_wait 中进入睡眠的进程。虽然都要睡眠和交替，但是 select 和 poll 在 “醒着” 的时候要遍历整个 fd 集合，而 epoll 在 “醒着” 的时候只要判断一下就绪链表是否为空就行了，这节省了大量的 CPU 时间。这就是回调机制带来的性能提升。

2. select 每次调用都要把 fd 集合从用户态往内核态拷贝一次，并且要把 current 往设备等待队列中挂一次，而 epoll 只要一次拷贝，而且把 current 往等待队列上挂也只挂一次（在 epoll_wait 的开始，注意这里的等待队列并不是设备等待队列，只是一个 epoll 内部定义的等待队列）。这也能节省不少的开销。

3. 在 select 中，进程只有在调用一定的方法后，内核才对所有监视的文件描述符进行扫描，而 epoll 事先通过 epoll_ctl () 来注册一 个文件描述符，一旦基于某个文件描述符就绪时，内核会采用类似 callback 的回调机制，迅速激活这个文件描述符，当进程调用 epoll_wait () 时便得到通知。

4. mmap 加速内核与用户空间的信息传递。epoll 是通过内核于用户空间 mmap 同一块内存，避免了无畏的内存拷贝。

所以吗，效率就看出来了，不过 nginx 在稳定性上比 apache 要差

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