Apache原理詳解
兩種工作模式
prefork的工作原理及配置
1）工作原理:
一個單獨的控制程序(父程序)負責產生子程序（單一執行緒的子程序），這些子程序用於監聽請求並作出應答。Apache總是試圖保持一些備用的 (spare)或是空閒的子程序用於迎接即將到來的請求。這樣客戶端就無需在得到服務前等候子程序的產生。在Unix系統中，父程序通常以root身份執行以便邦定80埠，而 Apache產生的子程序通常以一個低特權的使用者執行。User和Group指令用於配置子程序的低特權使用者。執行子程序的使用者必須要對他所服務的內容有讀取的許可權，但是對服務內容之外的其他資源必須擁有儘可能少的許可權。
2）配置說明:
如果不用“–with-mpm”顯式指定某種MPM，prefork就是Unix平臺上預設的MPM。它所採用的預派生子程序方式也是Apache 1.3中採用的模式。prefork本身並沒有使用到執行緒，2.0版使用它是為了與1.3版保持相容性；另一方面，prefork用單獨的子程序來處理不同的請求，程序之間是彼此獨立的，這也使其成為最穩定的MPM之一。
若使用prefork，在make編譯和make install安裝後，使用“httpd -l”來確定當前使用的MPM，應該會看到prefork.c（如果看到worker.c說明使用的是worker MPM，依此類推）。再檢視預設生成的httpd.conf配置檔案，裡面包含如下配置段：
<IfModule prefork.c>
StartServers 5
MinSpareServers 5
MaxSpareServers 10
MaxClients 150
MaxRequestsPerChild 0
</IfModule>
prefork的具體工作原理是,控制程序在最初建立“StartServers”個子程序後，為了滿足MinSpareServers設定的需要建立一個程序，等待一秒鐘，繼續建立兩個，再等待一秒鐘，繼續建立四個……如此按指數級增加建立的程序數，最多達到每秒32個，直到滿足MinSpareServers設定的值為止。這就是預派生（prefork）的由來。這種模式可以不必在請求到來時再產生新的程序，從而減小了系統開銷以增加效能。
當併發量請求數到達MaxClients（如256）時，而空閒程序只有10個。apache會繼續增加建立程序。直到程序數到達256個。
當併發量高峰期過去了，併發請求數可能只有一個時，apache逐漸刪除程序，直到程序數到達MaxSpareServers為止。
StartServers:指定伺服器啟動時建立的子程序數量，prefork預設為5。
MinSpareServers :指定空閒子程序的最小數量，預設為5。假如當前空閒子程序數少於MinSpareServers ，那麼Apache將以最大每秒一個的速度產生新的子程序。此引數不要設的太大。
MaxSpareServers：設定了最大的空閒程序數，預設為10。如果空閒程序數大於這個值，Apache父程序會自動kill掉一些多餘子程序。這個值不要設得過大，但如果設的值比MinSpareServers小，Apache會自動把其調整為MinSpareServers+1。如果站點負載較大，可考慮同時加大MinSpareServers和MaxSpareServers。
MaxRequestsPerChild：設定的是每個子程序可處理的請求數。每個子程序在處理了“MaxRequestsPerChild”個請求後將自動銷燬。0意味著無限，即子程序永不銷燬。雖然預設設為0可以使每個子程序處理更多的請求，但如果設成非零值也有兩點重要的好處：
* 可防止意外的記憶體洩漏；
* 在伺服器負載下降的時侯會自動減少子程序數。
MaxClients：是這些指令中最為重要的一個，設定的是Apache可以同時處理的請求，是對Apache效能影響最大的引數。
其預設值150是遠遠不夠的，如果請求總數已達到這個值（可通過ps -ef|grep http|wc -l來確認），那麼後面的請求就要排隊，直到某個已處理請求完畢。這就是系統資源還剩下很多而HTTP訪問卻很慢的主要原因。系統管理員可以根據硬體配置和負載情況來動態調整這個值。
雖然理論上這個值越大，可以處理的請求就越多，但在Apache1.3預設的最大隻能設定為256（這是個硬限制）。如果把這個值設為大於256，那麼Apache將無法起動。事實上，256對於負載稍重的站點也是不夠的。如果要加大這個值，必須在“configure”前手工修改的原始碼樹下的src/include/httpd.h中查詢256，就會發現“#define HARD_SERVER_LIMIT 256”這行。把256改為要增大的值（如4000），然後重新編譯Apache即可。
但在Apache 2.0中，新加入了ServerLimit指令，可以突破最大請求數為256的限制。 使得無須重編譯Apache就可以加大MaxClients。下面是prefork配置段：
<IfModule prefork.c>
ServerLimit 2000
StartServers 10
MinSpareServers 10
MaxSpareServers 15
MaxClients 1000
MaxRequestsPerChild 10000
</IfModule>
ServerLimit：上述配置中，ServerLimit的最大值是2000，對於大多數站點已經足夠。如果一定要再加大這個數值，對位於原始碼樹下server/mpm/prefork/prefork.c中以下兩行做相應修改即可：
#define DEFAULT_SERVER_LIMIT 256
#define MAX_SERVER_LIMIT 2000
此時必須 MaxClients ≤ ServerLimit ≤ 2000. 即prefork的預設併發量最大是2000。
ServerLimit 生效前提：必須放在其他指令的前面，同時要想改變這個硬限制必須完全停止伺服器然後再啟動伺服器(直接重啟是不行的)。
worker的工作原理及配置
1）工作原理:
每個程序能夠擁有的執行緒數量是固定的。
伺服器會根據負載情況增加或減少程序數量。一個單獨的控制程序(父程序)負責子程序的建立。每個子程序能夠建立ThreadsPerChild數量的服務執行緒和一個監聽執行緒，該監聽執行緒監聽接入請求並將其傳遞給服務執行緒處理和應答。Apache總是試圖維持一個備用(spare)或是空閒的服務執行緒池。這樣，客戶端無須等待新執行緒或新程序的建立即可得到處理。在Unix中，為了能夠繫結80埠，父程序一般都是以root身份啟動，隨後，Apache以較低許可權的使用者建立子程序和執行緒。User和Group指令用於配置Apache子程序的許可權。雖然子程序必須對其提供的內容擁有讀許可權，但應該儘可能給予他較少的特權。另外，除非使用了suexec ，否則，這些指令配置的許可權將被CGI指令碼所繼承。
2）配置說明:
相對於prefork，worker是2.0 版中全新的支援多執行緒和多程序混合模型的MPM。由於使用執行緒來處理，所以可以處理相對海量的請求，而系統資源的開銷要小於基於程序的伺服器。但是，worker也使用了多程序，每個程序又生成多個執行緒，以獲得基於程序伺服器的穩定性。這種MPM的工作方式將是Apache 2.0的發展趨勢。
在configure -with-mpm=worker後，進行make編譯、make install安裝。在預設生成的httpd.conf中有以下配置段：
<IfModule worker.c>
StartServers 2
MaxClients 150
MinSpareThreads 25
MaxSpareThreads 75
ThreadsPerChild 25
MaxRequestsPerChild 0
</IfModule>
worker的工作原理是：由主控制程序生成“StartServers”個子程序，每個子程序中包含固定的ThreadsPerChild執行緒數，各個執行緒獨立地處理請求。同樣，為了不在請求到來時再生成執行緒，MinSpareThreads和MaxSpareThreads設定了最少和最多的空閒執行緒數；而MaxClients設定了所有子程序中的執行緒總數。如果現有子程序中的執行緒總數不能滿足負載，控制程序將派生新的子程序。
StartServers：伺服器啟動時建立的子程序數，預設值是”3”。
ServerLimit：伺服器允許配置的程序數上限。這個指令和ThreadLimit結合使用配置了MaxClients最大允許配置的數值。任何在重啟期間對這個指令的改變都將被忽略，但對MaxClients的修改卻會生效。
MinSpareThreads ：最小空閒執行緒數,預設值是”75”。這個MPM將基於整個伺服器監控空閒執行緒數。假如伺服器中總的空閒執行緒數太少，子程序將產生新的空閒執行緒。
MaxSpareThreads：配置最大空閒執行緒數。預設值是”250”。這個MPM將基於整個伺服器監控空閒執行緒數。假如服 務器中總的空閒執行緒數太多，子程序將殺死多餘的空閒執行緒。MaxSpareThreads的取值範圍是有限制的。Apache將按照如下限制自動修正您配置的值：worker需要其大於等於MinSpareThreads加上ThreadsPerChild的和
MinSpareThreads和MaxSpareThreads這兩個引數對Apache的效能影響並不大，可以按照實際情況相應調節。
ThreadLimit：每個子程序可配置的執行緒數上限。這個指令配置了每個子程序可配置的執行緒數ThreadsPerChild上限。任何在重啟期間對這個指令的改變都將被忽略，但對ThreadsPerChild的修改卻會生效。預設值是”64”.
ThreadsPerChild：是worker MPM中與效能相關最密切的指令。ThreadsPerChild的最大預設值是64。如果負載較大，64也是不夠的。這時要顯式使用ThreadLimit指令，它的最大預設值是20000。上述兩個值位於原始碼樹server/mpm/worker/worker.c中的以下兩行：
#define DEFAULT_THREAD_LIMIT 64
#define MAX_THREAD_LIMIT 20000
這兩行對應著ThreadsPerChild和ThreadLimit的限制數。最好在configure之前就把64改成所希望的值。注意，不要把這兩個值設得太高，超過系統的處理能力，從而因Apache不起動使系統很不穩定。
Worker模式下所能同時處理的請求總數是由子程序總數乘以ThreadsPerChild值決定的，應該大於等於MaxClients。如果負載很大，現有的子程序數不能滿足時，控制程序會派生新的子程序。預設最大的子程序總數是16，加大時也需要顯式宣告ServerLimit（最大值是20000）。這兩個值位於原始碼樹server/mpm/worker/worker.c中的以下兩行：
#define DEFAULT_SERVER_LIMIT 16
#define MAX_SERVER_LIMIT 20000
需要注意的是，如果顯式聲明瞭ServerLimit，那麼它乘以ThreadsPerChild的值必須大於等於MaxClients，而且MaxClients必須是ThreadsPerChild的整數倍，否則Apache將會自動調節到一個相應值（可能是個非期望值）。下面是worker配置段：
<IfModule worker.c>
StartServers 3
MaxClients 2000
ServerLimit 25
MinSpareThreads 50
MaxSpareThreads 200
ThreadLimit 200
ThreadsPerChild 100
MaxRequestsPerChild 0
</IfModule>
通過上面的敘述，可以瞭解到Apache 2.0中prefork和worker這兩個重要MPM的工作原理，並可根據實際情況來配置Apache相關的核心引數，以獲得最大的效能和穩定性。
MaxClients：允許同時伺服的最大接入請求數量(最大執行緒數量)。任何超過MaxClients限制的請求都將進入等候 佇列。預設值是”400”,16 (ServerLimit)乘以25(ThreadsPerChild)的結果。因此要增加MaxClients的時候，您必須同時增加 ServerLimit的值。
ThreadsPerChild：每個子程序建立的常駐的執行執行緒數。預設值是25。子程序在啟動時建立這些執行緒後就不再建立新的執行緒了。
MaxRequestsPerChild：配置每個子程序在其生存期內允許伺服的最大請求數量。到達MaxRequestsPerChild的限制後，子程序將會結束。假如MaxRequestsPerChild為”0”，子程序將永遠不會結束。
將MaxRequestsPerChild配置成非零值有兩個好處：
- 能夠防止(偶然的)記憶體洩漏無限進行，從而耗盡記憶體。
- 給程序一個有限壽命，從而有助於當伺服器負載減輕的時候減少活動程序的數量。
注意
對於KeepAlive連結，只有第一個請求會被計數。事實上，他改變了每個子程序限制最大連結數量的行為。