博客站

要让Nginx在高并发场景下支撑百万级请求，需要从架构设计、系统调优、Nginx配置三个层面综合优化。以下是一个系统性解决方案：

一、架构设计优化

1. 分布式集群架构

   • 部署Nginx集群，通过DNS轮询或L4负载均衡器（如LVS、F5）分散流量
   • 使用Keepalived实现高可用，避免单点故障

2. 动静分离

   location ~* .(js|css|png|jpg|gif|ico)$ {
       expires 30d;
       access_log off;
       add_header Cache-Control "public";
       root /static;
   }
   

   • 静态资源使用CDN加速，动态请求反向代理到后端应用服务器

3. 多级缓存体系

   • 客户端缓存（浏览器缓存）
   • Nginx代理缓存：

     proxy_cache_path /data/nginx/cache levels=1:2 keys_zone=my_cache:10m inactive=60m;
     proxy_cache_key "$scheme$request_method$host$request_uri";
     

4. 异步化架构

   • 后端服务采用异步非阻塞框架（如Node.js、Go）
   • 使用消息队列（Kafka/RabbitMQ）解耦耗时操作

二、系统层优化

1. 内核参数调优

   # 最大文件描述符
   fs.file-max = 1000000
   
   # TCP连接复用
   net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
   net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30
   
   # 队列设置
   net.core.somaxconn = 65535
   net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 65535
   

2. 资源限制调整

   ulimit -n 1000000  # 文件描述符
   sysctl -w net.ipv4.ip_local_port_range="1024 65535"  # 端口范围
   

3. CPU亲和性绑定

   worker_processes auto;
   worker_cpu_affinity auto;
   

三、Nginx核心配置优化

1. 基础配置优化

   worker_processes auto;  # 自动匹配CPU核心数
   worker_rlimit_nofile 100000;  # worker进程文件描述符
   
   events {
       worker_connections 10240;  # 单个worker连接数
       use epoll;  # Linux使用epoll模型
       multi_accept on;
   }
   
   http {
       sendfile on;
       tcp_nopush on;
       tcp_nodelay on;
       keepalive_timeout 65;
       keepalive_requests 10000;  # 单个连接最大请求数
   }
   

2. 连接池优化

   upstream backend {
       server 10.0.0.1:8080;
       server 10.0.0.2:8080;
       
       keepalive 500;  # 连接池大小
       keepalive_timeout 60s;
   }
   

3. 流量控制

   limit_req_zone $binary_remote_addr zone=api:10m rate=100r/s;
   
   location /api/ {
       limit_req zone=api burst=200 nodelay;
       proxy_pass http://backend;
   }
   

4. 日志优化

   access_log off;  # 关闭非必要日志
   log_format compressed '$remote_addr - $request_time';
   

四、进阶优化手段

1. 协议优化

   • 启用HTTP/2（需OpenSSL 1.0.2+）

     listen 443 ssl http2;
     

2. 硬件加速

   • 启用SSL硬件加速卡
   • 使用支持DPDK的版本（如Nginx-Plus）

3. 动态模块

   • 使用Lua模块实现动态逻辑
   • 安装第三方模块：headers-more-nginx-module

4. 监控预警

   # 实时监控工具
   ngx_http_stub_status_module
   nginx-module-vts
   

五、压测验证

使用压测工具验证优化效果：

wrk -t12 -c4000 -d30s --latency https://yourdomain.com
# 参数说明：
# -t 线程数（建议等于CPU核心数）
# -c 并发连接数
# -d 测试时长

六、典型百万QPS架构示例

客户端 -> CDN -> LVS集群 -> Nginx集群（100+节点）-> 应用服务器集群 -> 缓存/DB
       │                   │                  │
       └── 全局负载均衡     └── 区域负载        └── 服务发现

通过以上优化组合，实际生产环境中Nginx可以支撑：

• 单机：2-5万QPS（取决于硬件配置）
• 集群：百万级QPS（需配合分布式架构）

关键点在于：减少系统调用、降低上下文切换、最大化利用硬件资源、避免雪崩效应。建议每次优化后通过压测验证效果，逐步迭代升级。