Windows环境下的Nginx高并发实现

Software Development •软件开发Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 47【关键词】Windows 服务器 Nginx 反向代理 高并发1 引言Nginx 是高性能的Http 和反向代理服务器，在Linux 环境下，其可以采用epoll 作为网络I/O 模型。

在高并发连接的情况下，其是Apache 服务器不错的替代品。

Nginx 具有高并Windows 环境下的Nginx 高并发实现文/岳晋 温宇 黄旻亮发连接、内存占用低、成本低等特点。

Nginx 运行时，会存在一个主进程和多个工作进程。

工作进程的数目可以在配置文件中进行指定，通常设置为CPU 的核数。

主进程用于管理工作进程的运行，并处置工作进程的异常情况。

借助于主进程和工作进程的模式，Nginx 可以实现平滑升级、配置即时生效等功能。

而工作进程的任务相对单一，主要用于处理业务请求，它们彼此独立，互不影响。

此外，借助于异步非阻塞的工作机制，Nginx 可以处理上万的并发请求。

反向代理是Nginx 的主要应用场景之一。

反向代理是相对于正向代理来说，一般情况下，内网的客户机通过代理服务器访问公网上服务的这种模式是正向代理。

与此相反，当代理服务器的作用是将后台服务器隐藏起来，并根据客户机的请求，分发给后台服务器的这种方式是反向代理。

Nginx 反向代理的原理如图1所示。

图1中，Nginx 代理服务器接收到来自客户端的请求，根据自己的配置，决定将该请求转发给哪个业务服务器。

当业务服务器处理完该请求后，将响应结果交给Nginx 代理服务器，Nginx 代理服务器再将响应内容返回给客户机。

反向代理可以保护后端服务器，此外，还可以用作负载均衡，来平衡后端服务器的性能压力。

Nginx 通过proxy_pass 命令和upstream 模块，就可以实现反向代理。

如果后台服务和Nginx 在同一机器上，但运行在不同的端口上，Nginx 可以将请求转发到后台服务运行的端口上。

通常情况下，后台服务和Nginx 不在一台服务器上，这时候Nginx 可以将请求发送给upstream 模块，再通过upstream 模块转发给后台服务器。

而且在upstream 模块中，也可以进行负载均衡相关的配置。

Nginx 的另一主要应用场景是负载均衡。

负载均衡是在各服务器之间均衡业务压力，Nginx 的负载均衡策略包括轮询、指定权重、fair 、ip_hash 和url_hash 等。

2 Nginx性能调优相关配置2.1 stub_status监控模块得以提高。

随着大量产品的借用，构件会趋于成熟，软件BOM 表也随之趋于成熟。

这有利于同领域的其他产品借用或者部分借用。

对生产率的影响：一般来说，大约80%~90%的复用可使软件生产率提高25%~40%。

对成本的影响：软件复用率越高时，新研构件越少，耗费的人力成本和时间成本都会大大降低。

对管理的影响：在PDS 等系统中归档了的软件BOM 表，记录了关于该产品所用的所有软件构件的数据信息，如构件的名称、版本、基本内容、复用/新研等信息，以及构件与构件之间的嵌套关系。

它对于质量管理中从最终产品追溯零件、组件起到关键作用。

软件BOM 表以信息共享为基础，是综合管理、资源调度的重要依据。

另外，软件BOM 表中复用/新研的数据也可作为安排软件开发计划的依据。

6 结束语本文针对基于软件BOM 的构件化开发过<<上接46页程，阐述了软件BOM 的设计流程、设计形式及其应用价值。

可以看出在构件化软件开发过程中，软件BOM 设计是不可缺少的重要环节。

软件BOM 在“工厂”式的软件加工过程中起着连接设计与制造的纽带作用，对提高软件生产率和软件质量、降低软件开发成本都起着至关重要的作用。

因此，做好软件需求分析、软件BOM 设计、构件设计、构件测试等，且每个环节都进行专家审核和评审，才能有效地提高软件开发的质量，推动软件工程的发展。

参考文献[1]史济民.软件工程原理、方法与应用[M].北京:高等教育出版社,1990.[2]李航.基于通用试验体系结构支撑平台的组件框架设计模式[J].软件,2013,34(5):85-87.[3]刘凤.基于软件构件技术的阮建华雷达[J].现代雷达,2016(2).[4]STEPHEN M, WELBY P. Modular opens y s t e m s a r c h i t e c t u r e i n D o D acquisition[R]. Washington: DOPSR,2014.[5]NELSON J A. Radar open systema r c h i t e c t u r e p r o v i d e s n e t centricity[J]. IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine, 2010, 25(10):17-20.[6]Wang Yongliang, Ding Qianjun,L i R o n g f e n g. A d a p t i v e A r r a y Processing[M]. Bejing: Tsinghua University Press, 2009.[7]Karl Wiegers, Joy Beatty.软件需求[M]北京:清华大学出版社,2016,8-12.[8]莱芬韦尔,威德里格.软件需求管理:统一化方法[M].北京:高等教育出版社,2002:18-21.作者简介王艳丽（1981-），女，硕士研究生。

工程师。

研究方向为雷达信号处理。

作者单位南京电子技术研究所 江苏省南京市 210039软件开发 •Software DevelopmentWindows版本的Nginx默认开启了stub_ status模块来查看Nginx的一些状态信息。

此外，还需要在nginx.conf（Nginx的主要配置文件）中增加如下配置。

location /nginx_status{stub_status;allow 127.0.0.1;}这样，通过访问对应的url就可以打开监控页面。

监控页面上的监控数据如下所示：Active connections: 6Server accepts handled requests:12053 12053 17528Reading: 0 Writing: 2 Waiting: 4其中，active connection 6; 对上游服务发起的连接数，需要注意的是，如果reading或者writing的值很高，说明正在处理的数据量较大，可能是因为后台服务处理慢，这个时候需要对后台进行优化。

在使用长连接的情况下，waiting的值代表有多少个连接在等待新的请求。

waiting表明Nginx已经将请求处理完毕，并且把数据返回给了客户端，该连接已经闲置，正在等待下一次请求。

因此，这个值比较高说明请求处理得很快。

一般应是writing和reading越小越好，而waiting越高越高。

2.2 优化性能相关的配置参数为获取较高的并发性能，需要对Nginx的主要配置参数进行调优。

主要的配置参数及调优如下。

2.2.1 multi_accept on如果multi_accept被禁止了，Nginx的一个工作进程只能同时接受一个新的连接，否则，一个工作进程可以接受所有的新连接。

这个时候在监控页面上看到的active connections通常是很低的，因此，需要开启该参数，该配置对于提高Nginx的并发至为关键。

2.2.2 worker_processesworker_processes后面的数值一般设置为CPU的核数，代表Nginx开启的工作进程的数目。

例如，worker_processes 8代表开启8个工作进程。

2.2.3 worker_connections配置一个工作进程能够处理的并发连接请求的数目。

考虑高并发场景，将其设置为一个比较大的值。

例如，worker_connections 40960，在Windows服务器下，该参数一般不超过65535。

2.2.4 worker_rlimit_nofile配置一个工作进程能够打开的文件句柄数上限。

在高并发场景下，也需要设置为比较大的值，例如，worker_limit_nofile 40960。

2.2.5 sendfile将该参数打开可以提高发送文件的效率，采用如下配置打开此参数，sendfile on。

2.2.6 tcp_nopush打开tcp_nopush后，将会在发送响应时，把整个响应头放在一个tcp包中发送，能够达到优化吞吐的效果，建议打开。

2.2.7 tcp_nodelay该参数打开后，会关闭Nagle算法，保证高频发送小数据报文的实时性，建议打开。

2.2.8 access_log设置为on时，会保存Nginx代理的访问请求。

将这个设置关闭，会降低磁盘IO而提升速度。

在生产环境，当确保Nginx不会出现问题后，可以将该参数设置为off。

2.2.9 gzip该参数设置是否压缩发送数据，建议打开。

gzip_comp_level 数据压缩的等级，可以是1~9的任意一个值，9表示最慢但最高比例的压缩。

gzip_types 设置gzip的类型。

2.2.10 open_file_cacheopen_file_cache 缓存最大数目及超时时间。

open_file_cache_vaild 用于设置检测缓存源文件是否超时的时间间隔。

open_file_cache_min_uses设置缓存文件最小访问次数。

open_file_cache_errors设置是否保存缓存文件的错误信息。

2.2.11 proxy_bufferingproxy_buffering该参数用于设置是否开启响应内容的缓冲。

如果关闭该参数，那么proxy_buffers和proxy_busy_buffers_size的配置将无效。

但是，proxy_buffer_size是否生效与proxy_buffering参数的设置无关。

如果开启proxy_buffering下，响应内容会被Nginx先存入缓冲区中，之后再传递给客户端。

缓存区的临时文件由proxy_max_temp_file_size和proxy_temp_file_write_size决定。

当内存中的无非存储响应内容时，会在磁盘中存储部分响应内容。

当关闭proxy_buffering后，Nginx不再缓存后端返回的响应内容，而是直接传递给客户端。

proxy_buffers配置接收一次响应的buffer个数和每个buffer的大小。