Nginx+PHP-FPM优化技巧总结

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1.Unix域Socket通信

之前简单介绍过Unix Domain Socket这种通信方式，参见：Nginx+PHP-FPM的域Socket配置方法

Unix域Socket因为不走网络，的确可以提高Nginx和php-fpm通信的性能，但在高并发时会不稳定。
Nginx会频繁报错：
     connect() to unix:/dev/shm/php-fcgi.sock failed (11: Resource temporarily unavailable) while connecting to upstream

可以通过下面两种方式提高稳定性：
1）调高nginx和php-fpm中的backlog
     配置方法为：在nginx配置文件中这个域名的server下，在listen 80后面添加default backlog=1024。
     同时配置php-fpm.conf中的listen.backlog为1024，默认为128。
2）增加sock文件和php-fpm实例数
     再新建一个sock文件，在Nginx中通过upstream模块将请求负载均衡到两个sock文件背后的两套php-fpm实例上。



2.php-fpm参数调优

2.1进程数

php-fpm初始/空闲/最大worker进程数
     pm.max_children = 300
     pm.start_servers = 20
     pm.min_spare_servers = 5
     pm.max_spare_servers = 35

2.2最大处理请求数

最大处理请求数是指一个php-fpm的worker进程在处理多少个请求后就终止掉，master进程会重新respawn一个新的。
这个配置的主要目的是避免php解释器或程序引用的第三方库造成的内存泄露。
     pm.max_requests = 10240

2.3最长执行时间

最大执行时间在php.ini和php-fpm.conf里都可以配置，配置项分别为max_execution_time和request_terminate_timeout。
其作用及其影响参见：Nginx中502和504错误详解



3.php-fpm的高CPU使用率排查方法

3.1CPU使用率监控方法

1）top命令
直接执行top命令后，输入1就可以看到各个核心的CPU使用率。而且通过top -d 0.1可以缩短采样时间。
下面的sar貌似最短只能是1秒。

2）sar命令
sar和iostat命令的安装：
     sysstat.x86_64 : The sar and iostat system monitoring commands
     yum install -y sysstat.x86_64

执行sar -P ALL 1 100。-P ALL表示监控所有核心，1表示每1秒采集，100表示采集100次。
输出结果如下：
CPU     %user     %nice   %system   %iowait    %steal     %idle
all     85.54      0.00      5.69      0.00      0.00      8.76
  0     74.75      0.00     25.25      0.00      0.00      0.00
  1     98.00      0.00      2.00      0.00      0.00      0.00
  2     89.22      0.00      3.92      0.00      0.00      6.86
  3     91.00      0.00      2.00      0.00      0.00      7.00
  4     75.00      0.00      9.00      0.00      0.00     16.00
  5     94.95      0.00      5.05      0.00      0.00      0.00
  6     95.00      0.00      4.00      0.00      0.00      1.00
  7     87.88      0.00      4.04      0.00      0.00      8.08
  8     93.94      0.00      3.03      0.00      0.00      3.03
  9     88.00      0.00      3.00      0.00      0.00      9.00
10     89.11      0.00      2.97      0.00      0.00      7.92
11     82.35      0.00      3.92      0.00      0.00     13.73
12     73.27      0.00      7.92      0.00      0.00     18.81
13     81.44      0.00      4.12      0.00      0.00     14.43
14     77.23      0.00      6.93      0.00      0.00     15.84
15     78.79      0.00      4.04      0.00      0.00     17.17

3.2开启慢日志

配置输出php-fpm慢日志，阀值为2秒：

request_slowlog_timeout = 2

slowlog = log/$pool.log.slow

利用sort/uniq命令分析汇总php-fpm慢日志：
[iyunv@b28-12 log]# grep -v "^$" www.log.slow.tmp | cut -d " " -f 3,2 | sort | uniq -c | sort -k1,1nr | head -n 50
   5181 run() /www/test.net/framework/web/filters/CFilter.php:41
   5156 filter() /www/test.net/framework/web/filters/CFilterChain.php:131
   2670 = /www/test.net/index.php
   2636 run() /www/test.net/application/controllers/survey/index.php:665
   2630 action() /www/test.net/application/controllers/survey/index.php:18
   2625 run() /www/test.net/framework/web/actions/CAction.php:75
   2605 runWithParams() /www/test.net/framework/web/CController.php:309
   2604 runAction() /www/test.net/framework/web/filters/CFilterChain.php:134
   2538 run() /www/test.net/framework/web/CController.php:292
   2484 runActionWithFilters() /www/test.net/framework/web/CController.php:266
   2251 run() /www/test.net/framework/web/CWebApplication.php:276
   1799 translate() /www/test.net/application/libraries/Limesurvey_lang.php:118
   1786 load_tables() /www/test.net/application/third_party/php-gettext/gettext.php:254
   1447 runController() /www/test.net/framework/web/CWebApplication.php:135

参数解释：
     sort:  对单词进行排序
     uniq -c:  显示唯一的行，并在每行行首加上本行在文件中出现的次数
     sort -k1,1nr:  按照第一个字段，数值排序，且为逆序
     head -10:  取前10行数据

3.3用strace跟踪进程

1）利用nohup将strace转为后台执行，直到attach上的php-fpm进程死掉为止：

nohup strace -T -p 13167 > 13167-strace.log &

参数说明:

-c 统计每一系统调用的所执行的时间,次数和出错的次数等.
-d 输出strace关于标准错误的调试信息.
-f 跟踪由fork调用所产生的子进程.
-o filename,则所有进程的跟踪结果输出到相应的filename
-F 尝试跟踪vfork调用.在-f时,vfork不被跟踪.
-h 输出简要的帮助信息.
-i 输出系统调用的入口指针.
-q 禁止输出关于脱离的消息.
-r 打印出相对时间关于,,每一个系统调用.
-t 在输出中的每一行前加上时间信息.
-tt 在输出中的每一行前加上时间信息,微秒级.
-ttt 微秒级输出,以秒了表示时间.
-T 显示每一调用所耗的时间.
-v 输出所有的系统调用.一些调用关于环境变量,状态,输入输出等调用由于使用频繁,默认不输出.
-V 输出strace的版本信息.
-x 以十六进制形式输出非标准字符串
-xx 所有字符串以十六进制形式输出.
-a column
设置返回值的输出位置.默认为40.
-e execve 只记录 execve 这类系统调用
-p 主进程号

2）也可以用利用-c参数让strace帮助汇总，非常方便非常强大！
[iyunv@b28-12 log]# strace -cp 9907
Process 9907 attached - interrupt to quit
Process 9907 detached
% time     seconds  usecs/call     calls    errors syscall
------ ----------- ----------- --------- --------- ----------------
56.61    0.016612           5      3121           read
11.11    0.003259           1      2517       715 stat
  8.04    0.002358           7       349           brk
  6.02    0.001767           1      1315           poll
  4.28    0.001255           6       228           recvfrom
  2.71    0.000796           1       671           open
  2.54    0.000745           0      2453           fcntl
  2.37    0.000696           1      1141           write
  1.69    0.000497           1       593        13 access
  1.37    0.000403           0      1816           lseek
  0.89    0.000262           1       451        22 sendto
  0.56    0.000163           1       276       208 lstat
  0.49    0.000145           0       384           getcwd
  0.31    0.000090           0      1222           fstat
  0.28    0.000082           0       173           munmap
  0.26    0.000077           0       174           mmap
  0.24    0.000069           2        41           socket
  0.23    0.000068           0       725           close
  0.00    0.000000           0        13           rt_sigaction
  0.00    0.000000           0        13           rt_sigprocmask
  0.00    0.000000           0         1           rt_sigreturn
  0.00    0.000000           0        78           setitimer
  0.00    0.000000           0        26        26 connect
  0.00    0.000000           0        15         2 accept
  0.00    0.000000           0        39           recvmsg
  0.00    0.000000           0        26           shutdown
  0.00    0.000000           0        13           bind
  0.00    0.000000           0        13           getsockname
  0.00    0.000000           0        65           setsockopt
  0.00    0.000000           0        13           getsockopt
  0.00    0.000000           0         8           getdents
  0.00    0.000000           0        26           chdir
  0.00    0.000000           0         1           futex
------ ----------- ----------- --------- --------- ----------------
100.00    0.029344                 18000       986 total

ps：可以使用strace学习php解释器的解释执行过程

3.4加速PHP解释执行

如果自己的程序的确没有问题，只是执行了太多操作，没法再做优化了。则考虑使用APC或xcache等PHP加速器来减少CPU解释php文件的耗时。
这些PHP加速器在php文件第一次解释时会生成中间代码opcode，所以之后的执行会快很多，并且减少了一些CPU的运算。下面以xcache为例，
看下如何安装和配置。

安装xcache命令如下，./configure的参数好多不知道是做什么用的，官网上也没说明，所以只开启--enable-xcache了：
     tar zxvf xcache-3.0.3.tar.gz
     /usr/local/php/bin/phpize
     ./configure --with-php-config=/usr/local/php/bin/php-config --enable-xcache
     make
     make install

php.ini中配置如下，最重要的是标红的两个参数，一般推荐xcache.size根据php文件多少来定，xcache.count与CPU核心数相同：

[xcache.admin]
xcache.admin.enable_auth = Off
xcache.admin.user = "xcache"
xcache.admin.pass = ""

[xcache]
xcache.shm_scheme ="mmap"
xcache.size=1024M
xcache.count =16
xcache.slots =8K
xcache.ttl=0
xcache.gc_interval =0
xcache.var_size=16M
xcache.var_count =1
xcache.var_slots =8K
xcache.var_ttl=0
xcache.var_maxttl=0
xcache.var_gc_interval =300
xcache.test =Off
xcache.readonly_protection = Off
;xcache.readonly_protection = On
xcache.mmap_path ="/dev/zero"
;xcache.mmap_path ="/tmp/xcache"
xcache.coredump_directory =""
xcache.cacher =On
xcache.stat=On
xcache.optimizer =Off

[xcache.coverager]
;;xcache.coverager =On
;;xcache.coveragedump_directory =""

常见问题是启动php-fpm时会报错：
     Cannot open or create file set by xcache.mmap_path, check the path permission or check xcache.size/var_size against system limitation
这是因为/tmp/xcache是一个文件，而不能创建成目录。

重启php-fpm服务后，用top命令观察会发现每个worker进程的VIRT(包含了swap区)都是xcache.size大小，但REQ变得很小了。
使用上面的配置在使CPU使用率的峰值时间变短了，但峰值时还是所有核心都会达到90%以上，不知道是不是哪里没有配置对。
另外高并发时，/dev/zero这种配置方式经常会导致Nginx 502错误。/tmp/xcache和开启readonly_protection则很稳定。



4.php程序性能监控

常用的方法就是开启xdebug的性能监控功能，将xdebug输出结果通过WinCacheGrind软件分析。
xdebug的安装和配合IDE调试的方法参见：Vim+XDebug调试PHP

php.ini中配置的这几项是输出性能信息的：

xdebug.auto_trace = on

xdebug.auto_profile = on
xdebug.collect_params = on
xdebug.collect_return = on
xdebug.profiler_enable = on
xdebug.trace_output_dir = "/tmp"
xdebug.profiler_output_dir ="/tmp"

这样XDebug会输出所有执行php函数的性能数据，但产生的文件也会比较大。可以关闭一些选项如collect_params、collect_return，
来减少输出的数据量。或者关闭自动输出，通过在想要监控的函数首尾调用xdebug函数来监控指定的函数。

输出的文件名类似cachegrind.out.1277560600和trace.3495983249.txt，可以拿到Windows平台下用WinCacheGrind进行图形化分析。
WinCacheGrind使用方法网上有很多介绍，这里就不详细说明了。




结束语

以上都是近期做php程序优化工作总结出的一些优化方法，还请经验丰富的大牛们提出更好的建议，共同交流、进步~