nginx启动配置加载性能分析(一)-作为http服务器

本文测试了在配置文件规模较大时, nginx作为http服务器的启动速度, 并分析耗时原因。

结论:
1. nginx初始化中影响性能点在于listen IP:PORT, 其中port的汇聚会造成初始化速度变得很慢
2. 对于server_name的初始化相当快, 对初始化性能无影响

一、测试内容

脚本创建3类配置文件, 规则如下
1. 共创建2万条server{}配置
2. server_name基本定长, PerformanceTestxxx
3. 第1类是listen的IP完全一致，port全不同, 配置文件实例:
http{
  server{
    listen 192.168.0.1:8080;
    server_name PerformanceTest8080;
  } 
  …
  server{
    listen 192.168.0.1:8081;
    server_name PerformanceTest8081; 
    ….
  }
}
3. 第2类是listen的Port完全一致，IP全不同, 配置文件实例:
http{
  server{
    listen 192.168.0.1:80;
    server_name PerformanceTest1;
  } 
  …
  server{
    listen 192.168.0.2:80;
    server_name PerformanceTest2; 
    ….
  }
}
4. 第3类是listen的IP:PORT完全一致, server_name全不同, 配置文件实例:
http{
  server{
    listen 192.168.0.1:80;
    server_name PerformanceTest001;
  } 
  …
  server{
    listen 192.168.0.1:80;
    server_name PerformanceTest002; 
    ….
  }
}

二、 测试数据
对于3类配置, 再加入3组变量:
1. 不配置server_name
2. server_name全配置一样
3. server_name全配置不一样
看server_name对于初始化速度的影响

9种组合的性能如下:

从测试数据可以看出, 对nginx启动速度影响的因素为server{}中listen的port， server_name指令基本无影响

1. cmcf->servers数组保存了所有监听的server数据

2. cmcf->ports数组保存了所有port汇聚的ip的数据. listen同一个ip:port, server_name不同的srv_conf会挂在ngx_http_conf_addr_t的servers数组下。

一个配置好的样子可能是这样：

3.2 耗时位置定位

代码中加变量记录函数耗时总时间, 得到启动时耗时在2个步骤:
1) 解析配置文件, 对应ngx_conf_parse函数
2) 初始化socket, 对应ngx_open_listening_sockets函数

3.3 ngx_conf_parse耗时分析

主要是ngx_http_block函数的耗时, 分为以下2个部分

很明显, ngx_http_add_addresses函数的性能消耗在对相同port已存在ip的查找上面, 这里用的是线性的遍历查找,
且需要进行字符串比较ngx_memcmp被执行了2w*2w共4亿次

for (i = 0; i < port->addrs.nelts; i++) {          // 遍历查找, 如果配置文件中,相同port的IP过多,字符串比较带来较大性能问题, 2w个listen,这一块耗时需要8s左右         if (ngx_memcmp(p, addr[i].opt.u.sockaddr_data + off, len) != 0) {              continue;          }                    /* the address is already in the address list */         // 找到对应的ip, 添加cscf到IP         if (ngx_http_add_server(cf, cscf, &addr[i]) != NGX_OK) {              return NGX_ERROR;          }

3.4 ngx_open_listening_sockets耗时分析

函数中初始化所有listening的socket

/* for each listening socket */  ls = cycle->listening.elts;   for (i = 0; i < cycle->listening.nelts; i++) {     if (bind(s, ls[i].sockaddr, ls[i].socklen) == -1) {     …     …    if (listen(s, ls[i].backlog) == -1) {  }

对于同1个IP, 新建不同port的socket相比新建多个不同IP的socket更省时间.

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