大厂Nginx调优秘籍：QPS提升500%的核心配置技巧
前言
Nginx作为现代互联网架构中最重要的Web服务器和反向代理服务器，其性能调优对企业级应用的稳定性和效率至关重要。本指南将从运维实践角度出发，详细介绍Nginx在企业环境中的各种调优策略和最佳实践。
一、基础配置调优
1.1 工作进程配置
# 根据CPU核心数设置工作进程数
worker_processes auto;
# 工作进程绑定CPU核心
worker_cpu_affinity auto;
# 单个工作进程最大连接数
worker_connections 65535;
# 工作进程最大打开文件数
worker_rlimit_nofile 65535;
1.2 事件模型优化
events {
# 使用epoll事件模型（Linux系统）
use epoll;
# 允许同时接受多个新连接
multi_accept on;
# 工作进程最大连接数
worker_connections 65535;
# 接受连接锁
accept_mutex off;
}
1.3 网络连接优化
# 启用高效文件传输
sendfile on;
# 优化sendfile性能
tcp_nopush on;
tcp_nodelay on;
# 连接保持时间
keepalive_timeout 65;
keepalive_requests 100;
# 客户端请求头超时
client_header_timeout 15;
# 客户端请求体超时
client_body_timeout 15;
# 向客户端发送响应超时
send_timeout 15;
二、内存和缓冲区调优
2.1 缓冲区设置
# 客户端请求头缓冲区
client_header_buffer_size 4k;
large_client_header_buffers 8 8k;
# 客户端请求体缓冲区
client_body_buffer_size 128k;
client_max_body_size 100m;
# 代理缓冲区
proxy_buffer_size 4k;
proxy_buffers 8 4k;
proxy_busy_buffers_size 8k;
# FastCGI缓冲区
fastcgi_buffer_size 4k;
fastcgi_buffers 8 4k;
fastcgi_busy_buffers_size 8k;
2.2 文件缓存配置
# 打开文件缓存
open_file_cache max=100000 inactive=20s;
open_file_cache_valid 30s;
open_file_cache_min_uses 2;
open_file_cache_errors on;
# 日志缓存
access_log /var/log/nginx/access.log main buffer=32k flush=5s;
error_log /var/log/nginx/error.log warn;
三、压缩优化
3.1 Gzip压缩
# 启用Gzip压缩
gzip on;
gzip_vary on;
gzip_min_length 1000;
gzip_comp_level 6;
gzip_proxied any;
# 压缩文件类型
gzip_types
text/plain
text/css
text/xml
text/javascript
application/javascript
application/json
application/xml+rss
application/atom+xml
image/svg+xml;
# 压缩缓冲区
gzip_buffers 16 8k;
gzip_http_version 1.1;
3.2 Brotli压缩（需要模块支持）
# 启用Brotli压缩
brotli on;
brotli_comp_level 6;
brotli_min_length 1000;
brotli_types
text/plain
text/css
text/xml
text/javascript
application/javascript
application/json
application/xml
application/rss+xml
application/atom+xml
image/svg+xml;
四、SSL/TLS优化
4.1 SSL配置优化
# SSL协议版本
ssl_protocols TLSv1.2 TLSv1.3;
# 加密套件
ssl_ciphers ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384:ECDHE-RSA-AES128-SHA256:ECDHE-RSA-AES256-SHA384;
ssl_prefer_server_ciphers on;
# SSL会话缓存
ssl_session_cache shared:SSL:50m;
ssl_session_timeout 1d;
ssl_session_tickets off;
# OCSP Stapling
ssl_stapling on;
ssl_stapling_verify on;
ssl_trusted_certificate /path/to/ca-bundle.crt;
4.2 HTTP/2配置
server {
listen 443 ssl http2;
server_name example.com;
# HTTP/2推送
http2_push_preload on;
# 其他SSL配置...
}
五、负载均衡和代理优化
5.1 上游服务器配置
upstream backend {
# 负载均衡算法
ip_hash;
# 后端服务器
server 192.168.1.10:8080 weight=3 max_fails=3 fail_timeout=30s;
server 192.168.1.11:8080 weight=2 max_fails=3 fail_timeout=30s;
server 192.168.1.12:8080 weight=1 max_fails=3 fail_timeout=30s backup;
# 连接保持
keepalive 32;
keepalive_requests 100;
keepalive_timeout 60s;
}
5.2 代理配置优化
location / {
proxy_pass http://backend;
# 代理超时设置
proxy_connect_timeout 5s;
proxy_send_timeout 60s;
proxy_read_timeout 60s;
# 代理缓冲
proxy_buffering on;
proxy_buffer_size 4k;
proxy_buffers 8 4k;
# 代理头信息
proxy_set_header Host $host;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
proxy_set_header X-Forwarded-Proto $scheme;
# HTTP版本
proxy_http_version 1.1;
proxy_set_header Connection "";
}
六、缓存策略
6.1 静态资源缓存
# 图片、CSS、JS缓存
location ~* \.(jpg|jpeg|png|gif|ico|css|js)$ {
expires 1y;
add_header Cache-Control "public, immutable";
add_header Vary Accept-Encoding;
}
# 字体文件缓存
location ~* \.(woff|woff2|ttf|eot)$ {
expires 1y;
add_header Cache-Control "public";
add_header Access-Control-Allow-Origin *;
}
6.2 代理缓存
# 缓存配置
proxy_cache_path /var/cache/nginx levels=1:2 keys_zone=my_cache:10m max_size=10g inactive=60m use_temp_path=off;
server {
location / {
proxy_cache my_cache;
proxy_cache_valid 200 302 10m;
proxy_cache_valid 404 1m;
proxy_cache_use_stale error timeout updating http_500 http_502 http_503 http_504;
proxy_cache_lock on;
proxy_cache_lock_timeout 5s;
# 缓存key
proxy_cache_key $scheme$proxy_host$request_uri;
# 缓存头信息
add_header X-Cache-Status $upstream_cache_status;
proxy_pass http://backend;
}
}
七、安全加固
7.1 基础安全配置
# 隐藏版本信息
server_tokens off;
# 安全头
add_header X-Frame-Options "SAMEORIGIN" always;
add_header X-Content-Type-Options "nosniff" always;
add_header X-XSS-Protection "1; mode=block" always;
add_header Referrer-Policy "strict-origin-when-cross-origin" always;
# 限制请求方法
if ($request_method !~ ^(GET|HEAD|POST)$) {
return 405;
}
7.2 请求限制
# 限制请求频率
limit_req_zone $binary_remote_addr zone=api:10m rate=10r/s;
limit_req_zone $binary_remote_addr zone=login:10m rate=1r/s;
server {
location /api/ {
limit_req zone=api burst=20 nodelay;
limit_req_status 429;
}
location /login {
limit_req zone=login burst=5 nodelay;
limit_req_status 429;
}
}
# 限制连接数
limit_conn_zone $binary_remote_addr zone=conn_limit_per_ip:10m;
limit_conn conn_limit_per_ip 10;
八、监控和日志
8.1 访问日志优化
# 自定义日志格式
log_format main '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
'$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
'"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for" '
'$request_time $upstream_response_time';
# 条件日志记录
map $status $loggable {
~^[23] 0;
default 1;
}
access_log /var/log/nginx/access.log main buffer=32k flush=5s if=$loggable;
8.2 状态监控
# 启用状态页面
location /nginx_status {
stub_status on;
access_log off;
allow 127.0.0.1;
allow 192.168.1.0/24;
deny all;
}
九、系统级优化
9.1 内核参数调优
# /etc/sysctl.conf
net.core.somaxconn = 65535
net.core.netdev_max_backlog = 5000
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 65535
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30
net.ipv4.tcp_keepalive_time = 1200
net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 5000
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1
net.ipv4.ip_local_port_range = 1024 65535
fs.file-max = 6815744
9.2 文件描述符限制
# /etc/security/limits.conf
nginx soft nofile 65535
nginx hard nofile 65535
nginx soft nproc 65535
nginx hard nproc 65535
十、性能监控和调优工具
10.1 监控指标
关键监控指标包括：
- • 请求处理时间
- • 并发连接数
- • 错误率
- • 内存使用情况
- • CPU使用率
- • 网络带宽利用率
10.2 性能测试工具
# 使用wrk进行压力测试
wrk -t12 -c400 -d30s --latency http://example.com/
# 使用ab进行基准测试
ab -n 10000 -c 100 http://example.com/
# 使用siege进行并发测试
siege -c 100 -t 30s http://example.com/
十一、最佳实践总结
- 1. 合理配置工作进程数：通常设置为CPU核心数或使用auto自动检测
- 2. 优化缓冲区大小：根据实际业务需求调整缓冲区大小
- 3. 启用压缩：对文本类型资源启用gzip压缩
- 4. 配置合理的超时时间：避免长时间占用连接
- 5. 使用HTTP/2：提升多路复用性能
- 6. 实施缓存策略：合理设置静态资源和代理缓存
- 7. 定期监控和优化：持续监控性能指标并进行调优
十二、故障排查
12.1 常见问题诊断
# 检查Nginx配置
nginx -t
# 查看错误日志
tail -f /var/log/nginx/error.log
# 检查进程状态
ps aux | grep nginx
# 查看连接状态
netstat -an | grep :80 | wc -l
# 检查文件描述符使用情况
lsof -u nginx | wc -l
12.2 性能问题排查
当遇到性能问题时，应该：
- 1. 检查系统资源使用情况
- 2. 分析访问日志模式
- 3. 监控上游服务器响应时间
- 4. 检查缓存命中率
- 5. 分析网络连接状态
通过系统性的调优和持续的监控，可以显著提升Nginx在企业环境中的性能表现，确保业务的稳定运行。
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······
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