Оптимизация VPS сервера
После покупки VPS сервера возникает масса проблем. Нужно выбрать веб-сервер, фтп-сервер, почтовый сервер. Нужно продумать принципы организации работы веб-сервера с отдельными модулями.
Проблемы начинают проявлять себя непосредственно в работе. То памяти чересчур много расходуется, то процессор работает постоянно на максимуме, то начинает сказываться низкая скорость работы жесткого диска, то еще что-нибудь.
Вот тут и наступает момент необходимости оптимизации. Когда установленные программы начинают настраивать, тестировать, опять настраивать.
Вводная
Напомню лишь, что я использую VPS от linode.com, минимальный тариф с 512 мегабайтами оперативной памяти и 4-х ядерных процессором. Установленная операционная система Ubuntu 10.04. В качестве веб-сервера используется Nginx + php5-fpm + XCache.
Я проводил уже стресс-тест производительности, результаты описывал в статье Тест производительности VPS сервера. И на тот момент, сервер показал результат в 14.15 запроса/сек. Для того, чтобы выдержать посещаемость моего сайта этого результата вполне достаточно, но стала ощущаться другая проблема. В нагрузке чрезмерно расходовалась оперативная память.
500 запросов вполне хватало для того, чтобы процессы php заполняли всю оперативную память, вытесняя попутно все буферы и кеши, а затем и весь своп. Продолжение подобной стрессовой нагрузки могли просто уронить сервер. И это меня очень сильно стало беспокоить.
Я просто не понимал, почему php5-fpm начинает так сильно расходовать оперативную память. Как вообще в подобных условиях живут другие проекты?
Пытался изменять число процессов и nginx и php5-fpm, уменьшая до минимума, однако это давало только лишние минуты работы, но не избавляло от самой проблемы. Два процесса php5-fpm точно так же заполняли все пространство выделенной памяти, как и все восемь. Пришлось на время оставить минимальное число процессов, для того, чтобы дольше выдерживать нагрузку и искать решение.
Еще немного спасло положение изменение настроек php5-fpm. В файле /etc/php5/fpm/php5-fpm.conf изменил следующие значения:
emergency_restart_threshold = 10
emergency_restart_interval = 1m
process_control_timeout = 5s
pm.max_requests = 500
Стало чуть легче. Теперь спустя определенное время процессы php5-fpm стали перезапускаться, высвобождая занятую память. Но утечки продолжались.
Memcached
Сегодня решил попробовать в работе модуль memcached. Перед этим пришлось думать и решать, стоит ли это делать, так как на дополнительный модуль потребуется выделить определенное количество оперативной памяти, а ее и так катастрофически не хватало. Решил все таки рискнуть и посмотреть, что выйдет. Все равно на сайте нагрузка не большая. Устанавливаем и запускаем:
# apt-get install memcached php5-memcache
# /etc/init.d/memcached start
Теперь необходимо прописать использование memcached в php5-fpm, для этого изменяем файл /etc/php5/fpm/php.ini и в самое начало, после директивы [PHP] прописываем:
extension=memcache.so
Теперь перезапускаем php:
# /etc/init.d/php5-fpm restart
И смотрим, появился ли блок memcache в выводе функции phpinfo(), если появилось, значит все нормально. Единственно, перед самим запуском memcached я еще изменил его настройки, увеличив используемую память с 16 мегабайт до 64.
Последующий стресс-тест поверг меня в недоумение! Производительность не изменилась, но утечки памяти просто исчезли. Прекратился этот дикий расход оперативной памяти.
Для того, чтобы посмотреть, сколько памяти используется в данный момент времени сам memcached, использовал команду:
ps -e | grep 'memcached' | awk '{print $0}{sum+=$1} END {print "\nMemory usage for memcached:", sum/1024, "MB\n"}'
Результат – чуть больше 6 мегабайтов оперативной памяти. То есть 64 мегабайта, что я выделил, с лихвой хватает на все.
Тесты
Провел ряд тестов, для того, чтобы отследить, какое число процессов nginx и php5-fpm является оптимальным для использования на VPS от Linode на минимальном тарифе. Для этого, как и в прошлый раз, использовал утилиту ab из поставки веб-сервера apache. Запускал следующим образом:
ab -n 1000 -n 50 http://domain.ru/index.php
Увеличил число запросов до 1000 и увеличил число одновременных запросов к серверу до 50. Меня интересовал расход оперативной памяти и естественно, производительность веб-сервера, то есть сколько запросов он сможет обрабатывать в секунду.
Для этого я изменял число процессов nginx, затем число процессов php5-fpm и наблюдал за показаниями утилиты htop.
Первый тест проводил с тем же числом процессов, что использовал до установки memcached.
2 nginx и 2 php5-fpm:
Concurrency Level: 50
Time taken for tests: 89.755 seconds
Complete requests: 1000
Failed requests: 0
Write errors: 0
Non-2xx responses: 1000
Total transferred: 283000 bytes
HTML transferred: 0 bytes
Requests per second: 11.14 [#/sec] (mean)
Time per request: 4487.736 [ms] (mean)
Time per request: 89.755 [ms] (mean, across all concurrent requests)
Transfer rate: 3.08 [Kbytes/sec] received
Connection Times (ms)
min mean[+/-sd] median max
Connect: 0 0 0.7 0 4
Processing: 1656 4379 320.6 4390 6135
Waiting: 1656 4379 320.6 4390 6135
Total: 1661 4379 320.3 4390 6137
Максимальный расход памяти при этом 123Mb. Свободной памяти еще много, а вот производительность невысока, заметно, что в работе участвуют только два из четырех выделенных ядер. Увеличиваем число php процессов до 4.
2 nginx и 4 php5-fpm:
Concurrency Level: 50
Time taken for tests: 46.838 seconds
Complete requests: 1000
Failed requests: 0
Write errors: 0
Non-2xx responses: 1000
Total transferred: 283000 bytes
HTML transferred: 0 bytes
Requests per second: 21.35 [#/sec] (mean)
Time per request: 2341.875 [ms] (mean)
Time per request: 46.838 [ms] (mean, across all concurrent requests)
Transfer rate: 5.90 [Kbytes/sec] received
Connection Times (ms)
min mean[+/-sd] median max
Connect: 0 0 0.7 0 5
Processing: 401 2287 225.4 2286 3039
Waiting: 401 2286 225.4 2286 3039
Total: 406 2287 225.0 2286 3041
Максимальный расход памяти в данном случае 157Mb. Количество обрабатываемых запросов выросло почти в два раза. Не плохо. Пробуем увеличить число процессов nginx, по сути должно вырасти значение максимального количества одновременных соединений.
4 nginx и 4 php5-fpm:
Concurrency Level: 50
Time taken for tests: 45.951 seconds
Complete requests: 1000
Failed requests: 0
Write errors: 0
Non-2xx responses: 1000
Total transferred: 283000 bytes
HTML transferred: 0 bytes
Requests per second: 21.76 [#/sec] (mean)
Time per request: 2297.534 [ms] (mean)
Time per request: 45.951 [ms] (mean, across all concurrent requests)
Transfer rate: 6.01 [Kbytes/sec] received
Connection Times (ms)
min mean[+/-sd] median max
Connect: 0 0 0.7 0 4
Processing: 494 2239 214.0 2245 2988
Waiting: 494 2239 214.0 2245 2988
Total: 498 2240 213.6 2245 2990
Максимальный расход памяти в этом случае 154Mb. Что даже чуть меньше чем в предыдущем случае, что немного странно. Однако число запросов, которое обрабатывает сервер каждую секунду, осталось неизменным. Имеет ли тогда смысл держать запущенными несколько nginx??
1 nginx и 4 php5-fpm:
Concurrency Level: 50
Time taken for tests: 46.050 seconds
Complete requests: 1000
Failed requests: 0
Write errors: 0
Non-2xx responses: 1000
Total transferred: 283000 bytes
HTML transferred: 0 bytes
Requests per second: 21.72 [#/sec] (mean)
Time per request: 2302.504 [ms] (mean)
Time per request: 46.050 [ms] (mean, across all concurrent requests)
Transfer rate: 6.00 [Kbytes/sec] received
Connection Times (ms)
min mean[+/-sd] median max
Connect: 0 0 0.7 0 4
Processing: 527 2246 201.0 2260 2968
Waiting: 526 2246 201.0 2260 2968
Total: 531 2246 200.6 2260 2969
Максимальный расход памяти 151Mb. Как видим, на расход памяти это влияет мало, и на число обрабатываемых запросов тоже. Пока не вижу смысла запускать дополнительные процессы nginx.
Стало интересно, а что будет, если поставить число запущенных php-процессов больше, чем число ядер??
1 nginx и 8 php5-fpm:
220 Mb max
Concurrency Level: 50
Time taken for tests: 47.617 seconds
Complete requests: 1000
Failed requests: 0
Write errors: 0
Non-2xx responses: 1000
Total transferred: 283000 bytes
HTML transferred: 0 bytes
Requests per second: 21.00 [#/sec] (mean)
Time per request: 2380.835 [ms] (mean)
Time per request: 47.617 [ms] (mean, across all concurrent requests)
Transfer rate: 5.80 [Kbytes/sec] received
Connection Times (ms)
min mean[+/-sd] median max
Connect: 0 0 1.2 0 7
Processing: 544 2331 202.2 2336 3307
Waiting: 544 2331 202.2 2336 3307
Total: 549 2331 201.9 2336 3312
Максимальный расход памяти составил 220Mb. Число запросов даже несколько упало, изменения нет. То есть фактически увеличивать число процессов php выше 4 для моего сервера вряд ли стоит.
Оптимизация XCache
Во всех тестах использовалось расширение WP Super Cache. При тесте, естественно были задействованы кешированные страницы, что довольно неплохо поднимало скорость отдачи странички и уменьшало время ее генерации. Администратор по умолчанию работает с некешированными страницами и на скорость влияет только производительность PHP-интерпретатора. Хотя и был установлен модуль php5-xcache, в админке былы заметны некие тормоза.
До этого момента использовал настройки XCache по умолчанию. решил немного повозиться и поискать варианты конфигураций в сети интернет. Изменил лишь несколько настроек в файле /etc/php5/conf.d/xcache.ini:
xcache.size = 64M
xcache.count = 4
xcache.var_size = 64M
Значение xcache.size увеличил с 16 до 64 мегабайт. Параметр xcache.count указывает на количество используемых на машине ядер, установил в 4. И xcache.var_size изменил с 0 на 64 мегабайта.
После перезапуска php5-fpm, и админка стала более отзывчивой!
Выводы
Установки используемых программ редко бывают оптимальными по умолчанию. Требуется каждый установленный сервис протестировать и определить оптимальные настройки для каждого конкретного случая.
С помощью тестов мне удалось значительно снизить потребление оперативной памяти. И при этом достичь показателей обрабатываемых запросов к серверу до 21.72. Что выше, чем даже у настроенного шаред-хостинга, что я использовал раньше.
Совершенно не ожидал, что установка memcached позволит мне решить проблему с утечками памяти. Теперь же настоятельно рекомендую использовать этот модуль PHP на серверах, размещающих в себе WordPress.
После проведенных тестов загорелся довести обрабатываемое число запросов до 100 в секунду. Правда понимаю, что именно сейчас это вряд ли возможно, так как во время тестов все упиралось в производительность процессора. Буду искать варианты оптимизации PHP-приложения.
Ждите продолжения!