nginx-vs-apache-網頁伺服器到底該用哪個好

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簡介

Apache vs Nginxnginx vs apache 網頁伺服器到底該用哪個好 ?

許多人在剛接觸網頁伺服器架設時應該都會遇到這個問題吧，

並且在查詢一些資料後可能大多數的人都會選擇使用 Nginx 來架設，因為 NGINX 更輕巧更快速 !!

但是真正是這樣嗎 ? 又或是應該要如何正確的選擇呢?

這裡會依照測試出來的數據，配合上我自己測試以及維運的心得來進行說明。

效能測試

這裡是使用 VPS 虛擬機規格如下 :

System : CentOS Linux release 7.5.1804
CPU : 1 x QEMU Virtual CPU version 2.5+
Memory : 2G + 1 G swap

網頁伺服器使用 Openresty 1.13.6.2 以及 Apache 2.4.33

因為 Openresty ( nginx ) 僅能使用 php-fpm ，皆使用 proxy to php-fpm Unix socket 的方式，以避免因為執行模式不同而形成的誤差，並且 Openresty、Apache 以及 php 皆是使用手動編譯的方式安裝，編譯安裝的方式，以及設定方式會在另一篇中另外詳述，此篇僅針對效能間的差異進行比較。

Openresty 編譯安裝請見此篇 : https://blog.beck-yeh.idv.tw/linux/web-server/openresty-php-fpm/

Apache 編譯安裝請參考此篇 : https://blog.beck-yeh.idv.tw/linux/web-server/apache-php-install/

至於測試工具部分，則是使用 Apache ab 並使用此指令進行測試 : abs -c 10 -n 500 https://nginx.beck-yeh.idv.tw/

測試結果 :

Openresty ( nginx ) :

	1	2	3	4	5
CPU Loading	4.91	3.38	4.90	4.45	4.15
Memory Usage	121Mb	129Mb	128Mb	126Mb	128Mb
Requests per second	15.76	15.58	15.90	16.26	16.13

Apache :

	1	2	3	4	5
CPU Loading	3.21	4.58	4.90	4.79	4.58
Memory Usage	144Mb	128Mb	128Mb	133Mb	145Mb
Requests per second	14.41	15.14	14.41	15.13	14.33

結論及心得分享 :

從以上的數據來說，Openresty ( nginx ) 在速度上大約領先了 10% 左右，CPU Loading 差不多，而記憶體方面 Apache 多使用了大約 8% ，Openresty ( nginx ) 並未有大幅度的速度領先，那為何大部分的文章都又說 Openresty ( nginx ) 更快呢 ? Openresty ( nginx ) 到底又到底快在哪呢?

我個人的見解是，其實針對 PHP 網站的執行上，最大影響速度的原因是出於 PHP 執行速度，而並非是網頁伺服器的回應速度，也因此這 2 種網頁伺服器在對比上就不會有顯著的差異，那麼 Openresty ( nginx ) 與 Apache 相比，差異又或是優劣到底是什麼呢 ?

Openresty ( nginx ) 相比 Apache 優勢地方，歸納出以下 2 點 :

靜態頁面的處理速度
資源消耗更少

對於純靜態頁面的處理速度上 Openresty ( nginx ) 與 Apache 的差異可不只是這 10% ，尤其是在這 2 個網頁伺服器都開啟快取的情形下差異會來的更加的明顯，此時又會有人說了，既然 Openresty ( nginx ) 這麼好，為何Apache 還是這麼多人在使用呢 ? 那麼 Apache 優勢又是什麼呢 ?

我個人的理解是，Apache 作為老牌的網頁伺服器，雖然有著肥大，以及消耗更多資源的缺點，但是它更好的兼容各種 CGI 程式，例如 perl、php、python 等，以及用戶可以使用上的彈性 ( .htaccess 可以針對 gzip、rewrite、expire 等 module 自訂義 ) 。

優點說完了，接下來說說各自的缺點 :

Openresty ( nginx ) 在串連後端程式時，只能使用 php-fpm / fastcgi 模式，php-fpm 雖然執行速度快，但是 pool 的設計，在多用戶多網站的情形下，反而會因為每一個 pool 的最小空閒程序 ( pm.min_spare_servers )，導致大量的資源占用，而如果為避免此情形將 pm 模式從 dynamic 變更為 ondemand 則又會有速度降低的情形反倒不如使用 Apache with suEXEC + mod_fastcgid 來的快速，並且 mod_fastcgi 可以讓 Apache 統籌處理避免此狀況。

以下表格為 Openresty + PHP-FPM ondemand mode :

	1	2	3	4	5
Requests per second	7.42	7.86	7.62	7.71	7.42

Apache 的 mod_fastcgid 的問題則是在 Apache graceful restart 時資源不會正常釋放的問題，以及在空閒時，突然皆收到大量要求時，必須等待 worker 建立後才能正常進行回應 ( 反應緩慢 )，以及大量 worker 被建立後資源占用的情形。當然，以上兩點都是可以透過調校 Apache 來改善 ( 無法完全避免 ) ，也因此 Apache 除了配置困難外還需要資深的工程師調校才能穩定的運行，上手困難也算是 Apache 的缺點之一。

因此我個人推薦的使用方式是 :

在少網站少用戶的情形下使用 Nginx 得到更好的速度，以及更少的資源消耗;

而中量網站中量用戶的情形可以開始考慮使用 Apache 來讓用戶獲得自訂的彈性;

而大量網站大量用戶的情形則是使用 Nginx proxy to Apache 的架構，讓 Nginx 處理大量靜態頁面的要求，後端程式則是使用 Apache 來運行，讓用戶可以享受 Apache 的彈性，並且可以消除 php-fpm 所帶來的問題。

最後針對 Nginx、Apache thread、proccess 的部分，這裡在引述高人的解釋，有興趣的可以再自行觀看 :

Apache

Apache是如何工作的，為什麽會有極限

Apache 通過創建進程和線程來處理其他的連接。管理員可以通過設置來控制服務器所能允許的最大進程數量。這個配置因機器的可用內存而異。過多的進程會耗盡內存從而使得機器使用磁盤上的交換內存，這嚴重的降低了性能。而且，當達到進程的上限之後，Apache 會拒絕新的連接。

Apache可以通過設置來運行在 pre-forked 模式或 worker multi-process 模式 ( MPM )。當其他的用戶連接時，兩種方式都會創建新的進程。區別在於，pre-forked 模式為每一個進程創建一個線程，用來處理一個用戶的請求。worker 模式也創建新的進程，但是每一個進程至少有一個線程，每一個線程用來處理單個用戶的單個請求。所以，一個 worker mode 的進程處理至少一個連接，而一個 per-fork 模式的進程只處理一個連接。

相比於 forked 模式，worker 模式使用更少的內存，原因是進程比線程消耗更多的內存，線程只是運行在進程中的代碼。

此外，worker 模式不是線程安全的。這意味著如果你使用像 mod_php 這樣的非線程安全的模塊來服務 php 頁面時，你需要使用 pre-forked 模式，因此要消耗更多的內存。所以，當選擇模塊和配置服務器時，你必須要面對是線程還是進程更優的問題以及一些約束的問題。

在調整 Apache 時的一個限制因素是內存以及當爭奪同一個 CPU 和內存時潛在的線程死鎖問題。如果一個線程停止了，用戶會一直處於等待頁面出現的狀態，直到進程將該線程回收，以便可以發回頁面。如果一個線程發生了死鎖，它不知道如何重啟，因此會一直處於卡住狀態。

Openresty

和 Apache 相比，Nginx 的工作方式有很大不同，主要是在於它如何處理線程。

Nginx 並不會為每一個的 web 請求創建新的進程，相反，管理員可以配置 Nginx 主進程的工作進程的數量（一個常見的做法是為每一個 CPU 配置一個工作進程）。所有這些進程都是單線程的。每一個工作進程可以處理數千個並發的請求。它通過一個線程來異步的完成了這些工作，而沒有使用多線程的編程模型。

Nginx 還拆分了緩存加載器 ( cache loader ) 和緩存管理器 ( cache manager ) 進程用來從磁盤中讀取數據並將其加載到緩存中，當緩存直接讀取的時候緩存過期。

Nginx 有一系列的模塊組成，這些模塊在編譯的時候就被包含進去了。這意味著，用戶下載源碼並選擇他們要編譯的模塊。這些模塊中包括連接後端應用服務器，負載均衡，代理服務器以及其他。並沒有 PHP 的模塊，因為 Nginx 可以自己編譯 PHP 代碼。

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