Apache Prefork和Worker模式的性能比较测试

一、prefork
prefork采用预派生子进程方式，用单独的子进程来处理不同的请求。进程之间彼此独立，每个进程只含有一个线程。在"conf/extra/httpd-mpm.conf”中是如下定义的：

<IfModule mpm_prefork_module>
StartServers         	 5
MinSpareServers      	 5
MaxSpareServers      	10
MaxClients          	150
MaxRequestsPerChild   	0
</IfModule>

prefork控制进程在最初建立“StartServers”个子进程后，为了满足MinSpareServers设置的需要创建一个进程，等待一秒钟，继续创建两个，再等待一秒钟，继续创建四个……如此按指数级增加创建的进程数，最多达到每秒32个，直到满足MinSpareServers设置的值为止。这种模式可以不必在请求到来时再产生新的进程，从而减小了系统开销以增加性能。MaxSpareServers设置了最大的空闲进程数，如果空闲进程数大于这个值，Apache会自动kill掉一些多余进程。这个值不要设得过大，但如果设的值比MinSpareServers小，Apache会自动把其调整为
MinSpareServers+1。如果站点负载较大，可考虑同时加大MinSpareServers和MaxSpareServers。 MaxRequestsPerChild设置的是每个子进程可处理的请求数。每个子进程在处理了“MaxRequestsPerChild”个请求后将自动销毁。0意味着无限，即子进程永不销毁。虽然缺省设为0可以使每个子进程处理更多的请求，但如果设置成非零值也有两点重要的好处：1、可防止意外的内存泄漏。2、在服务器负载下降时会自动减少子进程数。因此，可根据服务器的负载来调整这个值。MaxClients是这些指令中最为重要的一个，设定的是
Apache可以同时处理的请求，是对Apache性能影响最大的参数。其缺省值150是远远不够的，如果请求总数已达到这个值（可通过ps -ef|grephttp|wc -l来确认），那么后面的请求就要排队，直到某个已处理请求完毕。这就是系统资源还剩下很多而HTTP访问却很慢的主要原因。虽然理论上这个值越大，可以处理的请求就越多，但Apache默认的限制不能大于256。ServerLimit指令无需重编译Apache就可以加大MaxClients。测试数据：

二、Worker
相对于prefork，worker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。在configure–with-mpm=worker后，进行make编译、make install安装。在缺省生成的httpd-mpm.conf中有以下默认配置段：

<IfModule mpm_worker_module>
StartServers          2
MaxClients          150
MinSpareThreads      25
MaxSpareThreads      75
ThreadsPerChild      25
MaxRequestsPerChild   0
</IfModule>

Worker由主控制进程生成“StartServers”个子进程，每个子进程中包含固定的ThreadsPerChild线程数，各个线程独立地处理请求。同样，为了不在请求到来时再生成线程，MinSpareThreads和MaxSpareThreads设置了最少和最多的空闲线程数；而MaxClients 设置了同时连入的clients最大总数。如果现有子进程中的线程总数不能满足负载，控制进程将派生新的子进程。MinSpareThreads和 MaxSpareThreads的最大缺省值分别是75和250。这两个参数对Apache的性能影响并不大，可以按照实际情况相应调节。
ThreadsPerChild是worker MPM中与性能相关最密切的指令。ThreadsPerChild的最大缺省值是64，如果负载较大，64也是不够的。这时要使用 ThreadLimit指令，它的最大缺省值是20000。Worker模式下所能同时处理的请求总数是由子进程总数乘以ThreadsPerChild 值决定的，应该大于等于MaxClients。如果负载很大，现有的子进程数不能满足时，控制进程会派生新的子进程。默认最大的子进程总数是16，加大时也需要显式声明ServerLimit（最大值是20000）。需要注意的是，如果显式声明了ServerLimit，那么它乘以
ThreadsPerChild的值必须大于等于MaxClients，而且MaxClients必须是ThreadsPerChild的整数倍，否则 Apache将会自动调节到一个相应值。

Prefork和Worker两种模式不同配置的测试数据：
测试环境：Ubuntu 9.04 AMD64 Server 虚拟机
测试工具：Apache ab压力测试工具、top工具
测试数据：Apache静态页面，大小：44B

1、 Prefork模式，选项顺序：ServerLimit,StartServer,MinSpareServers,MaxSpareServers,MaxClients,MaxRequestPerChild
1）、配置1：（－,5,5,10,150,0）

数据总量（次数）	并发量	cpu%	请求数/秒
100000	100	55.5	830.34
200	56.3	674.48
500	58.7	762.48
1000	56.5	883.00

2）、配置2：（10000,5,5,10,500,0）

数据总量（次数）	并发量（c）	cpu%	请求数/秒
100000	100	56.8	809.20
200	55.4	667.99
500	56.6	843.63
1000	53.9	706.82

3）、配置3：（10000,5,5,10,1000,0）

数据总量（次数）	并发量（c）	cpu%	请求数/秒
100000	100	54.8	637.39
200	57.3	655.36
500	56.0	706.20
1000	54.5	803.37

4）、配置4：（10000,5,5,10,1500,0）

数据总量（次数）	并发量（c）	cpu%	请求数/秒
100000	100	57.4	816.91
200	56.6	801.27
500	57.3	829.42
1000	56.3	696.96

2、 Worker模式，选项顺序：
ServerLimt,Threadlimt,Startservers,MaxClients,MinspareThread,MaxspareThread,ThreadperChild,
MaxRequestPerChild
1）、配置1：（50,500,5,10000,50,200,200,0）

数据总量（次数）	并发量（c）	cpu%	请求数/秒
100000	100	27.2	1964.75
200	29.6	1854.98
500	29.3	1836.78
1000	32.0	1823.28

2）、配置2：（100,500,5,10000,50,200,100,0）

数据总量（次数）	并发量（c）	cpu%	请求数/秒
100000	100	25.2	2370.93
200	25.7	2374.59
500	28.2	2008.13
1000	27.7	1921.19

3）、配置3：（200,500,5,10000,50,200,50,0）

数据总量（次数）	并发量（c）	cpu%	请求数/秒
100000	100	25.6	2305.74
200	25.7	2351.40
500	28.3	1944.05
1000	27.2	1954.87

横向对比：从响应请求和硬件能耗来说，worker模式是由于prefork的。
纵向对比：在worker模式下，配置2比其他配置性能优秀。
总结：在数据总量和并发量相同的条件下，选择worker模式。在worker模式下，进程数和进程内的线程比例关系在1:1左右。该测试数据说明Apache服务器的调优方向，为系统上线提供优化空间。