1.prefork MPM,多进程工作模式
  prefork是Apache成熟和稳定的工作模式,即使是现在,仍然被广泛使用。主进程生成后,它先完成基础的初始化工作,然后,通过fork预先产生一批的子进程(子进程会复制父进程的内存空间,不需要再做基础的初始化工作)。然后等待服务,之所以预先生成,是为了减少频繁创建和销毁进程的开销。多进程的好处,是进程之间的内存数据不会相互干扰,同时,某个进程异常终止也不会影响其他进程。但是,内存而言,每个httpd子进程占用了很多的内存,因为子进程的内存数据是复制父进程的。我们可以粗略认为,这里存在大量的“重复数据”被放在内存中。终,导致我们能够生成的子进程大数量是很有限。在面对高并发时,因为有不少Keep-alive的长连接,将这些子进程“霸占”住,很可能导致可用子进程耗尽。因此,prefork并不太适合高并发场景。

  优点:成熟稳定,兼容所有新老模块。同时,不需要担心线程安全的问题。(例如,我们常用的mod_php,将PHP编译为Apache的子模块,不需要支持线程安全)
  缺点:一个服务进程占用很多内存。
  2.worker MPM,多进程和多线程的混合模式
  worker模式比起prefork,是使用了多进程和多线程的混合模式。它也预先fork了几个子进程(数量很少),然后每个子进程创建一些线程(其中包括一个监听线程)。每个请求过来,会被分配到1个线程来服务。线程比起进程会更轻量,因为线程通常会共享父进程的内存空间,因此,内存的占用会减少一些。在高并发的场景下,因为比起prefork更省内存,因此会有更多的可用线程。

  但是,它并没有解决Keep-alive的长连接“霸占”线程的问题,只是对象变成了比较轻量的线程。
  有些人会觉得奇怪,那么这里为什么不完全使用多线程呢,还要引入多进程?因为还需要考虑稳定性,如果一个线程挂了,会导致同一个进程下其他正常的子线程都挂了。如果全部采用多线程,某个线程挂掉,导致整个Apache服务“全军覆没”。而目前的工作模式,受影响的只是Apache的一部分服务,而不是整个服务。
  线程共享父进程的内存空间,减少了内存的占用,却又引起了新的问题。是“线程安全”,多个线程修改共享资源导致的“竞争行为”,又强迫我们所使用的模块必须支持“线程安全”。因此,它有一定程度上增加Web服务的不稳定性。例如,mod_php所使用的PHP拓展,也同样需要支持“线程安全”,否则,不能在该模式下使用。
  优点:占据更少的内存,高并发下表现更。
  缺点:必须考虑线程安全的问题,同时锁的引入又增加了CPU的开销。
  3.event MPM,多进程和多线程的混合模式,引入Epoll
  这个是Apache中比较新的模式,在现在的版本(Apache 2.4.10)已经是稳定可用的模式。它和worker模式很像,大的区别在于,它解决了keep-alive场景下,长期被占用的线程的资源浪费问题。event MPM中,会有一个专门的线程来管理这些keep-alive类型的线程,当有真实请求过来的时候,将请求传递给服务线程,执行完毕后,又允许它释放。它减少了“占据”连接而又不使用的资源浪费,增强了高并发场景下的请求处理能力。因为减少了“闲等”的线程,线程的数量减少,同等场景下,内存占用会下降一些。

  event MPM在遇到某些不兼容的模块时,会失效,将会回退到worker模式,一个工作线程处理一个请求。新版Apache官方自带的模块,全部是支持event MPM的。注意一点,event MPM需要Linux系统(Linux 2.6+)对EPoll的支持,才能启用。Apache的三种模式中在真实应用场景中,event MPM是节约内存的。
  4.使用比较轻量的Nginx作为Web服务器
  虽然Apache的不断优化,减少了内存占用,从而增加了处理高并发的能力。但是,正如前面所说,Apache是一个古老而成熟的Web服务,同时,集成很多稳定的模块,是一个比较重的Web服务。Nginx是个比较轻量的Web服务,占据的内存天然少于Apache。而且,Nginx通过一个进程来服务于N个连接。所使用的方式,并不是Apache的增加进程/线程来支持更多的连接。对于Nginx来说,它少创建了大量的进程/线程,减少了很多内存的开销。

  静态文件的QPS性能压测结果,Nginx性能大概3倍于Apache对静态文件的处理。PHP等动态文件的QPS,Nginx的做法通常是通过FastCGI的方式和PHP-FPM通信的方式完成,PHP作为一个与之无关的外部服务存在。而Apache通常将PHP编译为自己的字模块(新版的Apache也支持FastCGI)。PHP动态文件,Nginx的表现略逊于Apache。
  5.sendfile节约内存
  Apache、Nginx等不少Web服务,都带有sendfile支持的。sendfile可以减少数据到“用户态内存空间”(用户缓冲区)的拷贝,进而减少内存的占用。当然,很多同学第一个反应当然是问Why?为了尽可能清楚讲述这个原理,我们先回Linux内核态和用户态的存储空间的交互。
  一般情况下,用户态(也是我们的程序所在的内存空间)是不会直接读写或者操作各种设备(磁盘、网络、终端等),中间通常用内核作为“中间人”,来完成对设备的操作或者读写。