freebsd连载(90)：单服务器性能调整
调整服务器性能
前面介绍了apache服务器的基本设置选项，通过调整这些设置，就能使web服务器达到非常优秀的性能。此外，还可以调整操作系统的设置，包括重新定制整个系统，使之适合高负载的web服务器。进一步，还可以利用apache提供的各种服务器技术，如fastcgi、php等，充分发挥web服务器的作用。
调整web服务器的性能，首先就要调整系统内核的性能，需要定制一个适合服务器要求的内核。此外，不要忘记使用egcc及更大的优化选项来编译web服务器。
单服务器性能调整
由于apache服务器具备高度的可配置性，因此通过调整其设置，可以极大的提升服务器的性能。对于web服务器，所面对的性能问题主要可以分为两个方面，一个为web服务器提供静态网页的性能，另一个为产生动态网页时的性能。其中在产生动态网页时的性能下降是影响服务器性能的主要因素。
- 使用新特性提升性能
为了改善产生动态网页时的性能，可以尝试使用apache能提供的新特性来帮助解决性能问题。虽然cgi和ssi都能用于产生动态网页，但都各具缺点。cgi需要每次都要启动一个进程，因此增加了运行服务器的负担，而ssi功能简单，不适合大部分需要。因此为了增加服务器的性能，web服务器的开发者考虑了各种不同的技术，以提高服务器提供动态网页时的运行速度。
增加产生动态网页的性能，可以从两个角度出发，一个基于原有的cgi程序，设法使得一个cgi进程能提供多次cgi服务，而不必每次都重新产生进程，增加服务器负担，基于这种考虑的解决方式的代表为fastcgi，这是由openmarket公司开发了一个基于cgi的新标准，一个fastcgi程序能驻留在系统中，和web服务器通信，并多次回应cgi请求，而不必重新生成进程。fastcgi程序与标准cgi程序非常类似，仅仅需要简单的修改原有的cgi程序，就能支持fastcgi。freebsd下没有支持fastcgi的port，因此要支持fastcgi就需要重新手工编译安装。
另一个角度是从服务器端分析功能入手，既然ssi功能较弱，可以进一步在服务器内部提供更复杂的功能，php就是一个代表，php具备丰富的数据库支持能力，因此非常流行。然而php却有相应的port支持，因此可以使用ports collection轻松安装php，同时这个port还支持和mod_ssl相集成，可以通过选择同时集成php3和mod_ssl。需要注意的是在安装之前仍然需要清除原有设置文件，以免带来不必要的麻烦。
apache-php3具备一个预编译好的二进制软件包，如果不想重新编译apache，可以直接使用这个软件包。要建立一个复杂的网站，至少要使用这个预编译好的软件包，以提供高效率的动态网页支持。
此外，由于cgi程序使用perl编程的非常之多，因而一个非常有意义的作法为将perl解释器和apache集成在一起，这样在执行perl程序时就不需要重新载入perl解释器了，这样同样也能数倍提高服务器的效率。支持集成perl到apache中的模块为mod_perl，它充分发挥了perl的强大功能。在这种方式下，不但可以直接执行perl编写的cgi程序，还可以在嵌入perl语句，甚至使用perl控制apache服务器的行为，包括使用perl来编写apache的内部功能处理模块。mod_perl同样也没有port collection支持，需要自己下载软件重新编译apache。
fastcgi、php3和嵌入的perl只是在apache服务器上最流行的几种新特性，使用它们可以非常高效的完成动态网页的生成。这些新特性对于建立一个高负载的站点是必需的。但是，也没有必要同时都提供支持，不同的使用者会喜欢使用不同的动态网页生成方式。其中php3的安装和设置非常简单，它又是服务器端分析方式，因此是在做新站点时的首选方式。而如果有大量原有的cgi程序需要继承，就可以选择fastcgi，perl的忠实拥护者则会选择modperl。
- 调整系统设置
由于apache服务器是采用传统的生成子进程的方式来提供服务的形式，这种形式比较适合服务比较复杂的情况，但性能却没有单进程的服务器高，尤其在高负载的情况下更是如此。一些使用单进程的web服务器，都其声称提供静态网页的速度为apache服务器的几倍，例如能通过ports collection安装的boa，或者另一个非常简单的服务器thttpd，它们提供静态网页的速度的确是apache服务器无法与之相比的。当然，这些服务器除了因为其是单进程的服务，效率较高之外，还因为这些服务器没有提供复杂的特性，包括安全认证等，例如安全认证就需要web服务器读取其上面各级目录的访问许可，这些额外的文件操作会明显降低服务器的效率。然而，由于执行cgi处理时，服务器都必须启动外部进程，这些简易的服务器就不再具备什么优势了。
因此，如果使用者仅仅是想提供简易的静态网页服务，完全可以不必使用apache服务器，单进程服务器性能更好，但使用者也无法利用apache服务器提供的各种优秀特性了。然而，即使是使用apache服务器，对提高效率也提供了很多设置参数，如果能将这些参数调整的合适，就能进一步提高服务器的性能，缩小与单进程服务器性能的差别。
有些性能损失，如提供安全控制的特性造成的损失，只能尽量减少，而无法消除。为了减少这些特性造成的损失，对于安全控制，可以在设置文件中针对根目录指定allowoverrider none禁止查找.htaccess文件，只对于特定需要访问控制的目录才打开访问控制功能。此外，还要设置xbitback为off来关闭缺省文档的ssi功能，只使用addhandler指令执行ssi文档。
除了高级特性找成的性能损失之外，还有的性能损失是由于子进程服务的方式造成的，apache服务器在这个方面做了很大的努力，由于使用服务器的用户需求多种多样，因此缺省需求并不一定最适合服务器，便需要调整参数设置。
为了提升服务器性能，apache服务器所做的一个有效的改动为使一个子进程能服务多次http请求，这样就不再需要不断生成进程造成的性能损耗。但同时为了避免一个进程服务提供过多的次数的服务造成内存垃圾，apache定义了一个maxrequestperchild来规定一个进程提供服务的次数，缺省设置为30。如果服务器提供的为静态网页，产生内存垃圾的机会就很少，可以将其设置为2000或者更高。即使服务器载入了各种不同的功能模块，产生内存垃圾的机会就多一些，可以相应将这个值的设置降低一些。
此外，还可以定义另一个参数maxclients，用于设置apache服务器可以同时拥有的最多进程数。进程数目越多，那么占用的内存数量就越大，一旦占用的内存超过系统的物理内存，那么就必须有多余的进程被交换到交换空间中，这样的事情一旦发生，服务器的效率就急剧降低了。因此，即使希望服务器能同时提供较多的服务，也不能超过服务器的物理内存限制进行设置。通常这可以通过计算进行估计，根据每个httpd守护进程占用空间的大小计算出这个数值的上限。或者可以根据系统维护命令，如top等，观察每个子进程占用的空间及系统内存分配情况。一般来讲，apache服务器占用的空间并不会特别厉害，但一旦载入特别的模块，特别是modperl，它就会使用较多的内存。
原则上虽然可以使用物理内存来估算maxclients的值，但是一方面还要考虑cpu的处理能力，当系统进程过多的时候，系统在进程之间切换造成的资源损失太大，就得不偿失了（top命令中的cpu利用率选项中，有一项sys就用于标识内核占用的处理器处理时间的比率，这一个比率不应该过大）。另一方面，由于freebsd是合并内存和磁盘缓冲区的机制，因此应该给磁盘缓冲区留下一定的大小，毕竟web服务器中磁盘i/o的性能也非常重要。
freebsd中，编译时设定了最大的客户进程数为512，这是一个硬性设置，不能通过配置文件来更改的。如果想想将maxcliets设置为大于512，就必须使用新的hard_server_limit定义重新编译apache服务器。在非ports collection编译的apache版本中，它的缺省设置为256。
因此就需要综合考虑这些因素来设置maxclients，首先要为磁盘缓冲区留下足够的空间，并以不交换到交换设备上为原则，定出一个上限值，然后根据处理器的情况进行分析。如果这个站点主要提供的是静态网页，那么对处理器的要求不大，就可以设置maxclients为接近内存许可的上限值。如果这个站点有很多cgi程序，尤其是当这些cgi程序需要执行繁重的处理任务时，那么系统启动过多的cgi程序，都不会迅速结束，反而不如让系统启动较少的cgi程序效率高，因此就要考虑适当降低maxclients的设置。
考虑maxclients设置的前提是同时有超出现有maxclients设置的并发请求发生，如果系统本来就没有那么多的并发请求，就不必考虑增加这个设置的值，而应该使用最大并发访问请求数来设置这个参数。
为了确定服务器的最优设置，可以通过使用apache提供的一个性能测试软件ab来进行模拟访问，这个程序缺省被安装到/usr/local/sbin中。例如使用ab向本地服务器的一个网页同时发起50个连接，共进行1000次连接，就执行：
