服务器并发能力是指一台服务器在单位时间内能够处理的请求数量,衡量服务器并发处理能力的方法主要有两种:吞吐率和压力测试。
吞吐率是指在单位时间内,服务器能够处理的最大请求数,通常以req/s(每秒请求数)为单位,从服务器的角度来看,实际并发用户数可以理解为服务器当前维护的代表不同用户的文件描述符总数,即并发连接数,服务器通常会限制同时服务的最多用户数,例如Apache的MaxClients参数。
压力测试是另一种衡量服务器并发处理能力的方法,压力测试通过模拟大量用户同时向服务器发送请求,观察服务器在不同负载下的表现,压力测试中关心的几个重要指标包括并发用户数、总请求数、请求资源描述、请求等待时间、用户平均请求等待时间和服务器平均请求处理时间,这些指标可以帮助评估服务器在一定并发用户数下的服务质量和性能表现。
提高服务器并发处理能力的方法有多种:
1、提高CPU并发计算能力:通过多进程和多线程技术,使多个任务可以轮流使用系统资源,包括CPU、内存和I/O,现代计算机的DMA技术可以让CPU不参与I/O操作的全过程,从而释放CPU资源。
2、减少进程切换:当硬件上下文频繁装入和移出时,所消耗的时间非常可观,减少进程数并尽量使用线程,可以显著减少上下文切换次数。
3、减少使用不必要的锁:服务器处理大量并发请求时,多个请求处理任务可能会存在资源抢占竞争,通过锁机制控制资源的占用,尽量减少并发请求对共享资源的竞争,无锁编程是一种替代方案,通过原子操作实现对共享资源的访问保护。
4、考虑进程优先级:进程调度器会动态调整运行队列中进程的优先级,通过top命令可以观察进程的PR值。
5、考虑系统负载:可以通过查看/proc/loadavg或top命令中的load average来了解系统的负载情况。
6、考虑CPU使用率:除了用户空间和内核空间的CPU使用率外,还需要关注I/O wait,它是指CPU空闲并等待I/O操作完成的时间比例。
7、减少内存分配和释放:服务器在工作过程中需要大量的内存,优化内存分配和释放策略可以提高性能,Apache会在运行开始时申请大片内存作为内存池,避免频繁的内存分配和释放,Nginx则通过多线程处理请求,使多个线程之间可以共享内存资源。
8、使用持久连接:持久连接可以减少建立和断开TCP连接的开销,从而提高性能,HTTP长连接需要浏览器和web服务器的共同协作,目前浏览器普遍支持长连接。
服务器并发处理能力的提升是一个综合性的任务,需要从硬件配置、软件优化、网络架构等多个方面入手,通过合理的设计和配置,可以显著提高服务器的并发处理能力,满足高并发场景下的需求。
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