Nginx 高并发优化：从连接数到缓存机制的调优实践

作为一名长期与 Nginx 打交道的运维工程师，我深知在面对高并发场景时，默认配置往往难以满足性能需求。今天我将分享一套经过实战检验的 Nginx 优化方案，从基础连接数调整到高级缓存机制，带你全面提升服务器并发处理能力。

1. 连接数优化：突破并发处理瓶颈

记得第一次处理百万并发请求时，Nginx 频繁报出 “worker_connections are not enough” 错误。经过排查，我发现关键在于合理配置连接数相关参数。

首先调整 worker_processes 和 worker_connections：

# 查看 CPU 核心数
grep processor /proc/cpuinfo | wc -l

# 编辑 nginx.conf
worker_processes auto;  # 自动设置为 CPU 核心数
events {
    worker_connections 65536;  # 每个 worker 进程最大连接数
    use epoll;  # 使用 epoll 事件模型
    multi_accept on;  # 同时接受多个新连接
}

这里有个坑需要注意：worker_connections 最大值受系统文件描述符限制，需要同步调整：

# 临时修改
ulimit -n 65536

# 永久生效，编辑 /etc/security/limits.conf
* soft nofile 65536
* hard nofile 65536

2. 缓冲区优化：减少磁盘 I/O 压力

在一次电商大促中，我发现 Nginx 日志中频繁出现 buffer 相关错误。经过优化，性能提升了 30%。

http {
    client_body_buffer_size 128k;
    client_header_buffer_size 4k;
    client_max_body_size 20m;
    large_client_header_buffers 4 16k;
    
    # 代理缓冲区设置
    proxy_buffers 8 16k;
    proxy_buffer_size 16k;
    proxy_busy_buffers_size 24k;
}

实际测试中发现，对于大文件上传场景，适当增大 client_max_body_size 很重要，否则会返回 413 错误。

3. 缓存机制深度优化

缓存是提升并发能力的利器。我通过以下配置将动态内容的响应时间从 200ms 降低到 50ms：

# 代理缓存配置
proxy_cache_path /var/cache/nginx levels=1:2 keys_zone=my_cache:100m 
                 inactive=24h max_size=10g;

server {
    location / {
        proxy_cache my_cache;
        proxy_cache_valid 200 302 12h;
        proxy_cache_valid 404 1m;
        proxy_cache_use_stale error timeout updating;
        proxy_cache_lock on;  # 缓存锁，避免缓存击穿
        add_header X-Cache-Status $upstream_cache_status;
    }
}

在实践中，通过 X-Cache-Status 头部可以清晰看到缓存命中情况，方便后续调优。

4. Gzip 压缩与静态资源优化

压缩传输内容能显著减少带宽消耗，这是我常用的配置：

gzip on;
gzip_min_length 1k;
gzip_comp_level 6;
gzip_types text/plain text/css application/json application/javascript text/xml;
gzip_vary on;
gzip_disable "MSIE [1-6].";

对于静态资源，建议设置长期缓存：

location ~* .(jpg|jpeg|png|gif|ico|css|js)$ {
    expires 365d;
    add_header Cache-Control "public, immutable";
}

5. 实战监控与调优验证

优化后一定要验证效果。我习惯使用以下命令监控 Nginx 状态：

# 查看活跃连接数
netstat -an | grep :80 | wc -l

# 使用 nginx status 模块
location /nginx_status {
    stub_status on;
    access_log off;
    allow 127.0.0.1;
    deny all;
}

通过访问 /nginx_status 可以获取关键指标：活跃连接数、请求处理数等，为后续优化提供数据支撑。

经过这些优化，我们的电商网站在双十一期间成功支撑了每秒 3 万+ 的并发请求。记住，优化是一个持续的过程，需要根据实际业务场景不断调整。希望这些经验对你有帮助！