Apache工作原理
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前言
- Apache是目前世界上使用最爲廣泛的一種Web Server，它以跨平臺、高效和穩定而聞名。那麼Apache是怎樣工作的呢？
1. LAMP架構
- 說起apache，那就不得不瞭解一下LAMP架構，LAMP架構是較爲流行的一套建站架構，因其通用、跨平臺、高性能、低價格的優勢，無論是性能、質量還是價格都是企業搭建網站的首選平臺。
- Linux 操作系統底層
- Apache 服務器，屬於次級服務器，溝通Linux和php
- PHP 服務端腳本語言，使用php_module模塊與Apache服務器關聯，
- Mysql 和 Web Aplication (其他web服務)，使用php_extensions 模塊相關聯
2. Apache的生命週期
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啓動階段：Apache解析配置文件（如http.conf以及Include指令設定的配置文件等），模塊加載(例如mod_php.so,mod_perl.so等)和系統資源初始化（例如日誌文件、共享內存段等）工作。在這個階段，Apache爲了獲得系統資源最大的使用權限，將以特權用戶root（X系統）或超級管理員administrator(Windows系統)完成啓動。
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運行階段：在這個階段，Apache爲了獲得系統資源最大的使用權限，將以特權用戶root（X系統）或超級管理員administrator(Windows系統)完成啓動。分11個階段處理用戶的請求。
3. Apache處理請求的過程
- URI Translation階段：將請求的URL映射到本地文件系統，mod_alias模塊就是在這個階段工作
- Header Parsing階段：解析header頭部，mod_setenvif在這個階段工作
- Access Control階段：按照配置文件設定的策略對用戶進行認證，並設定用戶名區域，模塊可以在這階段實現認證方法。
- Authorization階段：根據配置文件檢查是否允許認證過的用戶執行請求的操作，模塊可以在這階段實現用戶權限管理的方法
- MIME Type Checking階段 ：根據請求資源的MIME類型的相關規則，將文件交由相應的處理模塊。
- Fix Up 階段：模塊在內容生成器之前，運行必要的處理流程
- Response階段 ：生成響應報文。
- Logging階段 ：在響應客戶端後記錄事務
- CleanUp階段 ：清除請求後遺留的環境，如文件、目錄的處理或者Socket的關閉等。
4. Apache的兩種工作模式
4.1 什麼是MPM
- MPM（Multi-Processing Modules，多路處理模塊）是Apache的核心組件之一，Apache通過MPM來使用操作系統的資源，對進程和線程池進行管理。Apache爲了能夠獲得更好的運行性能，針對不同的平臺 (Unix/Linux、Window)提供了不同的MPM，用戶可以根據實際情況進行選擇，其中最常使用的MPM有 prefork和worker兩種。
4.2 prefork
- 工作原理：Prefork是非線程、預生成進程型MPM，會預先啓動一些子進程，每個子進程一個時間只能處理一個請求，並且會根據併發請求數量動態生成更多子進程
- 配置參數：
StartServices 服務器啓動默認啓動的子進程；
MinSpareServers 最小空閒進程數量；
MaxSpareServers 最大空閒進程數量；
MaxClients 最高的併發量；
ServerLimit 最大限制的併發量；
MaxRequestsPerChild 每個子進程默認最多處理多少個請求。當達到設定值時，這個進程就會被kill掉，重新生成一個新的進程（避免內存泄露等安全性問題，運行太久怕出一些bug，可能出現假死，或者佔用太多內存等）；
4.3 worker
- Workder是線程化、多進程的MPM，每個進程可以生成多個線程，每個線程處理一個請求；不需要啓用太多的子進程,每個進程能夠擁有的線程數量是固定的。服務器會根據負載情況增加或減少進程數量。一個單獨的控制進程(父進程)負責子進程的建立。每個子進程能夠建立ThreadsPerChild數量的服務線程和一個監聽線程，該監聽線程監聽接入請求並將其傳遞給服務線程處理和應答。
- 配置參數：
StartServers 服務器啓動時建立的子進程數，默認值是"3"。
MaxClients 允許同時服務的最大接入請求數量(最大線程數量)。任何超過MaxClients限制的請求都將進入等候隊列，默認值是"400"。
MinSpareThreads 最小空閒線程數,默認值是"75"。
MaxSpareThreads 設置最大空閒線程數。默認值是"250"。
ThreadsPerChild 每個子進程建立的常駐的執行線程數。默認值是25
MaxRequestsPerChild 設置每個子進程在其生存期內允許處理的最大請求數量。
4.4 prefork和worker的比較
- prefork方式速度要稍高於worker，然而它需要的cpu和memory資源也稍多於woker。
- prefork的無線程設計在某些情況下將比worker更有優勢：它可以使用那些沒有處理好線程安全的第三方模塊，並且對於那些線程調試困難的平臺而言，它也更容易調試一些。
- 在一個高流量的HTTP服務器上，Worker MPM是個比較好的選擇，因爲Worker MPM的內存使用比Prefork MPM要低得多。