Nginx为什么会比Apache Httpd高效

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常见的web服务方式
　　Web服务器要为用户提供服务，必须以某种方式，工作在某个套接字上。一般Web服务器在处理用户请求是，一般有如下三种方式可选择：多进程方式、多线程方式、异步方式。
　　多进程方式：为每个请求启动一个进程来处理。由于在操作系统中，生成进程、销毁进程、进程间切换都很消耗CPU和内存，当负载高是，性能会明显降低。
　　优点： 稳定性！由于采用独立进程处理独立请求，而进程之间是独立的，单个进程问题不会影响其他进程，因此稳定性最好。
　　缺点： 资源占用！当请求过大时，需要大量的进程处理请求，进程生成、切换开销很大，而且进程间资源是独立的，造成内存重复利用。
　　多线程方式：一个进程中用多个线程处理用户请求。由于线程开销明显小于进程，而且部分资源还可以共享，因此效率较高。
　　优点：开销较小！线程间部分数据是共享的，且线程生成与线程间的切换所需资源开销比进程间切换小得多。
　　缺点：稳定性！线程切换过快可能造成线程抖动，且线程过多会造成服务器不稳定。
　　异步方式：使用非阻塞方式处理请求，是三种方式中开销最小的。但异步方式虽然效率高，但要求也高，因为多任务之间的调度如果出现问题，就可能出现整体故障，因此使用异步工作的，一般是一些功能相对简单，但却符合服务器任务调度、且代码中没有影响调度的错误代码存在的程序。
　　优点：性能最好！一个进程或线程处理多个请求，不需要额外开销，性能最好，资源占用最低。
　　缺点：稳定性！某个进程或线程出错，可能导致大量请求无法处理，甚至导致整个服务宕机。
一个web请求的处理过程
　　客户发起情况到服务器网卡；
　　服务器网卡接受到请求后转交给内核处理；
　　内核根据请求对应的套接字，将请求交给工作在用户空间的Web服务器进程
　　Web服务器进程根据用户请求，向内核进行系统调用，申请获取相应资源（如index.html）
　　内核发现web服务器进程请求的是一个存放在硬盘上的资源，因此通过驱动程序连接磁盘
　　内核调度磁盘，获取需要的资源
　　内核将资源存放在自己的缓冲区中，并通知Web服务器进程
　　Web服务器进程通过系统调用取得资源，并将其复制到进程自己的缓冲区中
　　Web服务器进程形成响应，通过系统调用再次发给内核以响应用户请求
　　内核将响应发送至网卡
　　网卡发送响应给用户
　　通过这样的一个复杂过程，一次请求就完成了。
　　简单来说就是：用户请求-->送达到用户空间-->系统调用-->内核空间-->内核到磁盘上读取网页资源->返回到用户空间->响应给用户。
Apache Httpd的工作模式
　　4.1 apache三种工作模式
　　我们都知道Apache有三种工作模块，分别为prefork、worker、event。
　　prefork：多进程，每个请求用一个进程响应，这个过程会用到select机制来通知。
　　worker：多线程，一个进程可以生成多个线程，每个线程响应一个请求，但通知机制还是select不过可以接受更多的请求。
　　event：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（也就是epoll机制）实现的。
　　4.2 prefork的工作原理
　　如果不用“--with-mpm”显式指定某种MPM,prefork就是Unix平台上缺省的MPM.它所采用的预派生子进程方式也是 Apache1.3中采用的模式。prefork本身并没有使用到线程，2.0版使用它是为了与1.3版保持兼容性；另一方面，prefork用单独的子进程来处理不同的请求，进程之间是彼此独立的,这也使其成为最稳定的MPM之一。
　　4.3 worker的工作原理
　　相对于prefork，worker是2.0版中全新的支持多线程和多进程混合模型的MPM。由于使用线程来处理，所以可以处理相对海量的请求，而系统资源的开销要小于基于进程的服务器。但是，worker也使用了多进程,每个进程又生成多个线程，以获得基于进程服务器的稳定性，这种MPM的工作方 式将是Apache2.0的发展趋势。
　　4.4 event 基于事件机制的特性
　　一个进程响应多个用户请求，利用callback机制，让套接字复用，请求过来后进程并不处理请求，而是直接交由其他机制来处理，通过epoll机制来通知请求是否完成；在这个过程中，进程本身一直处于空闲状态，可以一直接收用户请求。可以实现一个进程程响应多个用户请求。支持持海量并发连接数，消耗更少的资源。
如何提高Web服务器的并发连接处理能力
　　有几个基本条件：
　　基于线程，即一个进程生成多个线程，每个线程响应用户的每个请求。
　　基于事件的模型，一个进程处理多个请求，并且通过epoll机制来通知用户请求完成。
　　基于磁盘的AIO（异步I/O）
　　支持mmap内存映射，mmap传统的web服务器，进行页面输入时，都是将磁盘的页面先输入到内核缓存中，再由内核缓存中复制一份到web服务器上，mmap机制就是让内核缓存与磁盘进行映射，web服务器，直接复制页面内容即可。不需要先把磁盘的上的页面先输入到内核缓存去。
　　刚好，Nginx 支持以上所有特性。所以Nginx官网上说，Nginx支持50000并发，是有依据的。
Nginx 工作原理
　　Nginx会按需同时运行多个进程：一个主进程(master)和几个工作进程(worker)，配置了缓存时还会有缓存加载器进程(cache loader)和缓存管理器进程(cache manager)等。所有进程均是仅含有一个线程，并主要通过“共享内存”的机制实现进程间通信。主进程以root用户身份运行，而worker、cache loader和cache manager均应以非特权用户身份运行。
　　主进程主要完成如下工作：
　　读取并验正配置信息；
　　创建、绑定及关闭套接字；
　　启动、终止及维护worker进程的个数；
　　无须中止服务而重新配置工作特性；
　　控制非中断式程序升级，启用新的二进制程序并在需要时回滚至老版本；
　　重新打开日志文件；
　　编译嵌入式perl脚本；
　　worker进程主要完成的任务包括：
　　接收、传入并处理来自客户端的连接；
　　提供反向代理及过滤功能；
　　nginx任何能完成的其它任务；
　　注：如果负载以CPU密集型应用为主，如SSL或压缩应用，则worker数应与CPU数相同；如果负载以IO密集型为主，如响应大量内容给客户端，则worker数应该为CPU个数的1.5或2倍。
为什么选择Nginx
　　在高连接并发的情况下，Nginx是Apache服务器不错的替代品: Nginx在美国是做虚拟主机生意的老板们经常选择的软件平台之一. 能够支持高达 50,000 个并发连接数的响应, 感谢Nginx为我们选择了 epoll and kqueue 作为开发模型。
　　Nginx作为负载均衡服务器: Nginx 既可以在内部直接支持 Rails 和 PHP 程序对外进行服务, 也可以支持作为 HTTP代理 服务器对外进行服务. Nginx采用C进行编写, 不论是系统资源开销还是CPU使用效率都比 Perlbal 要好很多。
　　作为邮件代理服务器: Nginx 同时也是一个非常优秀的邮件代理服务器（最早开发这个产品的目的之一也是作为邮件代理服务器）, Last.fm 描述了成功并且美妙的使用经验.
　　Nginx 安装非常的简单 , 配置文件非常简洁（还能够支持perl语法）,Bugs 非常少的服务器: Nginx 启动特别容易, 并且几乎可以做到7*24不间断运行，即使运行数个月也不需要重新启动. 你还能够 不间断服务的情况下进行软件版本的升级 。
　　Nginx 的诞生主要解决C10K问题