Nginx生产环境高性能配置优化实践

       本文详细介绍了Nginx服务器的高性能优化配置方案。重点从并发处理、传输效率、安全策略三个维度展开：1）通过CPU绑定、文件描述符优化和epoll事件模型提升并发能力；2）采用零拷贝技术、长连接复用和Gzip压缩优化传输效率；3）通过超时控制、请求限速和版本隐藏平衡安全与性能。同时提供了内核参数调优建议，并附完整配置示例，涵盖日志格式、连接管理、压缩策略等关键参数设置，帮助构建高并发、低延迟的Web服务环境。

目录

一、并发处理架构优化

1.进程与 CPU 绑定

2.文件描述符与连接数

3.事件驱动模型

4.汇总配置

二、传输效率优化

1.零拷贝技术

2.长连接复用

三、静态文件压缩

四、安全与效率平衡策略

1.超时控制

2.请求限制与防护

3.版本信息隐藏

五、内核参数与系统级调优

六、完整示例版

一、并发处理架构优化

1.进程与 CPU 绑定

• worker_processes auto;：自动匹配 CPU 核数，充分利用多核
• worker_cpu_affinity auto;：自动绑定 Worker 进程到 CPU 核心，减少上下文切换损耗（推荐）

2.文件描述符与连接数

• worker_rlimit_nofile 65535;：突破系统默认文件句柄限制，需同步修改系统级配置：

[worker@nginx-2 ~]$ cat /etc/security/limits.conf
...
* soft nofile 65535
* hard nofile 65535

• worker_connections 10240;：单进程最大并发连接数（需 ≤ worker_rlimit_nofile）

3.事件驱动模型

• use epoll：Linux 高并发首选（内核 2.6+）
• multi_accept on;：一次性接受所有新连接

4.汇总配置

[worker@nginx-2 conf]$ cat /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
user www; 
worker_processes auto;
worker_cpu_affinity auto; 
worker_rlimit_nofile 65535;
events {
    worker_connections  10240;
    use epoll;  # Linux高性能事件模型
    multi_accept on;  # 一次接受多个新连接
}  

二、传输效率优化

       优化传输效率，可以有效降低延迟与带宽

1.零拷贝技术

sendfile on;         # 内核态直接传输文件，绕过用户态
tcp_nopush on;       # 合并数据包，减少网络报文数量（需 sendfile 开启）
tcp_nodelay on;      # 禁用 Nagle 算法，降低小包延迟:cite[3]:cite[4]:cite[6]

2.长连接复用

keepalive_timeout 65;      # 客户端连接保持时间（秒）
keepalive_requests 10000;  # 单连接最大请求数，避免频繁重建 TCP

三、静态文件压缩

# Gzip 压缩
gzip on;  #启用 gzip 压缩功能
gzip_disable "MSIE [1-6]\.";    #禁用对特定 User-Agent 的压缩
gzip_http_version 1.1;     #只对 HTTP/1.1 及以上协议的请求进行压缩
gzip_comp_level 6;      #压缩级别  1-9，数字越大压缩率越高但消耗更多 CPU
gzip_buffers 16 8k;     #压缩的缓冲区 表示分配 16 个 8KB 的内存缓冲区用于压缩
gzip_min_length 1024;   #只压缩大于 1KB (1024字节) 的文件
gzip_proxied any;     # 对所有代理请求启用压缩
gzip_types text/plain text/css application/javascript application/xml application/json image/svg+xml application/x-font-ttf application/x-font-opentype application/vnd.ms-fontobject application/octet-stream;

四、安全与效率平衡策略

1.超时控制

client_header_timeout 15s;    # 请求头超时
client_body_timeout 15s;      # 请求体超时
send_timeout 10s;             # 响应传输超时
reset_timedout_connection on; # 关闭超时连接释放资源

2.请求限制与防护

#限制接口/api/bigScreen/queryBuildingLocation 每分钟请求120次，可以处理120个突发请求
#zone=allips:10m：创建名为"allips"的共享内存区，大小为10MB,10MB大约可存储约16万个IP的状态信息
#rate=120r/m：限制速率为每分钟120个请求 (即每秒2个请求)
limit_req_zone $binary_remote_addr zone=allips:10m rate=120r/m;
server {
    
    location ^~ /api/bigScreen/queryBuildingLocation  {
                #zone=allips：引用之前定义的allips共享内存区
                #burst=120：设置突发容量为120个请求
                #对突发请求不延迟处理，立即处理burst允许的数量，超过的直接返回503
                limit_req zone=allips6 burst=120 nodelay;
                proxy_pass http://houseFormPolice;
        }
}

3.版本信息隐藏

server_tokens off;                # 隐藏 Nginx 版本号

五、内核参数与系统级调优

# 调整 TCP 栈（/etc/sysctl.conf）
[worker@nginx-2 ~]$  vim /etc/sysctl.conf
...
net.core.somaxconn = 65535     # 最大连接队列
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 65535  # SYN 队列长度
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1       # 快速复用 TIME_WAIT 端口
net.ipv4.ip_local_port_range = 1024 65535 # 扩大可用端口范围:cite[5]:cite[9]

[worker@nginx-2 ~]$ sysctl -p

六、完整示例版

[root@nginx ~]# cat nginx.conf
user www;                   # nginx进程启动用户
worker_processes auto;      #与cpu核心一致即可
worker_cpu_affinity auto;   # 自动绑定CPU核心
#中等流量Web应用	65536-262144	可应对数千并发
# worker_rlimit_nofile > worker_connections
# 需小于系统file-max值 cat /proc/sys/fs/file-max
worker_rlimit_nofile 65535;  # 每个worker可打开文件数 

error_log /var/log/nginx/error.log warn;    # 错误日志
pid /run/nginx.pid;

events {
    worker_connections 10240;   # 限制每个进程能处理多少个连接，10240x[cpu核心]
    use epoll;                  # 使用epoll高效网络模型  默认
    multi_accept on;              # 一次性接受所有新连接
}

http {
    include             mime.types;
    default_type        application/octet-stream;
    charset utf-8;      # 统一使用utf-8字符集

    # 定义日志格式
    log_format  main   '$http_x_real_ip | $remote_addr | $remote_user | [$time_iso8601] | "$request" | $status | $body_bytes_sent | $request_time | $upstream_addr | $upstream_status | $upstream_response_time | "$http_referer" | "$http_user_agent" | "$http_x_forwarded_for"';


    #定义json日志格式              
    log_format json_access '{"@timestamp":"$time_iso8601",'
                      '"host":"$server_addr",'
                      '"clientip":"$remote_addr",'
                      '"size":$body_bytes_sent,'
                      '"responsetime":$request_time,'
                      '"upstreamtime":"$upstream_response_time",'
                      '"upstreamhost":"$upstream_addr",'
                      '"http_host":"$host",'
                      '"url":"$uri",'
                      '"domain":"$host",'
                      '"xff":"$http_x_forwarded_for",'
                      '"referer":"$http_referer",'
                      '"status":"$status"}';

    access_log  /var/log/nginx/access.log  main;    # 访问日志

    server_tokens off;  # 禁止浏览器显示nginx版本号
    client_max_body_size 200m;  # 文件上传大小限制调整

    # 文件高效传输，静态资源服务器建议打开
    sendfile            on;  #开启高效传输模式
    tcp_nopush          on;  #开启tcp连接的非阻塞模式 ，配合 sendfile 提高网络效率
    tcp_nodelay         on; # 降低延迟
    
    # 文件实时传输，动态资源服务建议打开,需要打开keepalive
    keepalive_timeout   65;   #设置http请求连接超时时间
    keepalive_requests 10000;  # 单连接最大请求数，避免频繁重建 TCP
    send_timeout 10s;             # 响应传输超时
    reset_timedout_connection on; # 关闭超时连接释放资源

    #Gzip 压缩
    gzip on;
    gzip_disable "MSIE [1-6]\.";    #针对IE浏览器不进行压缩
    gzip_http_version 1.1;
    gzip_comp_level 6;      #压缩级别
    gzip_buffers 16 8k;     #压缩的缓冲区
    gzip_min_length 1024;   #文件大于1kb才进行压缩
    gzip_proxied any;     # 对所有代理请求启用压缩
    gzip_types text/plain text/css application/json application/x-javascript text/xml application/xml application/xml+rss text/javascript image/jpeg;

    include /etc/nginx/conf.d/*.conf;
}