Apache的三种MPM模式比较:prefork,worker,event

就最新版本的Web服务器Apache(版本是Apache 2.4.10,发布于2014年7月21日)来说,一共有三种稳定的MPM(Multi-Processing Module,多进程处理模块)模式。它们分别是prefork,worker和event,它们同时也代表这Apache的演变和发展。

查看我们Apache的模式,可以使用httpd -V命令来查看:

编译的时候,可以通过configure的参数来指定:

也可以编译为三种都支持,通过修改配置来更换

在httpd.conf中修改Apache的多处理模式MPM可以通过(modules文件夹下,会自动编译出三个MPM的so):

1. prefork MPM

prefork模式可以算是很古老但是非常稳定的Apache模式。Apache在启动之初,就预先fork一些子进程,然后等待请求进来。之所以这样做,是为了减少频繁创建和销毁进程的开销。每个子进程只有一个线程,在一个时间点内,只能处理一个请求。
优点:成熟稳定,兼容所有新老模块。同时,不需要担心线程安全的问题。(我们常用的mod_php,PHP的拓展不需要支持线程安全)
缺点:一个进程相对占用更多的系统资源,消耗更多的内存。而且,它并不擅长处理高并发请求,在这种场景下,它会将请求放进队列中,一直等到有可用进程,请求才会被处理。

Apache的httpd.conf中的配置方式:

2. worker MPM

worker模式比起上一个,是使用了多进程和多线程的混合模式。它也预先fork了几个子进程(数量比较少),然后每个子进程创建一些线程,同时包括一个监听线程。每个请求过来,会被分配到1个线程来服务。线程比起进程会更轻量,因为线程通常会共享父进程的内存空间,因此,内存的占用会减少一些。在高并发的场景下,因为比起prefork有更多的可用线程,表现会更优秀一些。
有些人会觉得奇怪,那么这里为什么不完全使用多线程呢,还要引入多进程?
原因主要是需要考虑稳定性,如果一个线程异常挂了,会导致父进程连同其他正常的子线程都挂了(它们都是同一个进程下的)。为了防止这场异常场景出现,就不能全部使用线程,使用多个进程再加多线程,如果某个线程出现异常,受影响的只是Apache的一部分服务,而不是整个服务。

优点:占据更少的内存,高并发下表现更优秀。

缺点:必须考虑线程安全的问题,因为多个子线程是共享父进程的内存地址的。如果使用keep-alive的长连接方式,某个线程会一直被占据,也许中间几乎没有请求,需要一直等待到超时才会被释放。如果过多的线程,被这样占据,也会导致在高并发场景下的无服务线程可用。(该问题在prefork模式下,同样会发生)

注:keep-alive的长连接方式,是为了让下一次的socket通信复用之前创建的连接,从而,减少连接的创建和销毁的系统开销。保持连接,会让某个进程或者线程一直处于等待状态,即使没有数据过来。

Apache的httpd.conf中的配置方式:

3. event MPM

这个是Apache中最新的模式,在现在版本里的已经是稳定可用的模式。它和worker模式很像,最大的区别在于,它解决了keep-alive场景下,长期被占用的线程的资源浪费问题(某些线程因为被keep-alive,空挂在哪里等待,中间几乎没有请求过来,甚至等到超时)。event MPM中,会有一个专门的线程来管理这些keep-alive类型的线程,当有真实请求过来的时候,将请求传递给服务线程,执行完毕后,又允许它释放。这样增强了高并发场景下的请求处理能力。

event MPM在遇到某些不兼容的模块时,会失效,将会回退到worker模式,一个工作线程处理一个请求。官方自带的模块,全部是支持event MPM的。

注意一点,event MPM需要Linux系统(Linux 2.6+)对EPoll的支持,才能启用。

还有,需要补充的是HTTPS的连接(SSL),它的运行模式仍然是类似worker的方式,线程会被一直占用,知道连接关闭。部分比较老的资料里,说event MPM不支持SSL,那个说法是几年前的说法,现在已经支持了。

Apache的httpd.conf中的配置方式:

三种模式下,我通过ab做了一下性能测试,在常规满负载的场景下,并未发现有大的差异。
测试语句:

测试结果:

测试语句:

测试结果:

就使用PHP而言,fastCGI和php-fpm是更推荐的使用模式。

现在的最新浏览器,在单个域名下的连接数变得越来越多(通常都是使用keep-alive),主流浏览器是2-6个(还有继续增长趋势,为了加快页面的并发下载速度)。高并发场景,会越来越成为Web系统的一种常态。Apache很成熟,同时也背负了比较重的历史代码和模块,因此,在Web系统比较方面,Nginx在不少场景下,表现比起Apache更为出色。

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关于作者:徐汉彬

现任腾讯高级工程师(T3-2),QQ会员体系合作线技术团队负责人,负责生活特权和AMS平台(高峰期CGI日请求12亿),曾就职于阿里巴巴、小满科技。 个人主页 · 我的文章 · 54 ·   

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