1.Apache概述
??Apache是目前世界上使用最為廣泛的一種Web Server薄疚，它以跨平臺碧信、高效和穩(wěn)定而聞名。
??Apache并不是沒有缺點街夭，它最為詬病的一點就是變得越來越重砰碴，越來越復雜，被普遍認為是重量級的 WebServer板丽。而且Apache的server為process-based server ,也就是基于多進程的HTTP服務器呈枉，它需要對每個用戶請求創(chuàng)建一個子進程進行響應，這樣的缺點是埃碱，如果并發(fā)的請求非常多(在大型門戶網(wǎng)站很常見)猖辫，就會需要非常多的進程，從而占用極多的cpu資源和內(nèi)存砚殿。因此對于并發(fā)處理不是Apache的強項啃憎。
??使用另一種webServer，叫做asynchronous servers 異步服務器瓮具，比如lighttpd,nginx等等荧飞，這些WebServer的優(yōu)點是運行效率很 高，但缺點也很明顯名党，成熟度往往要低于Apache叹阔。
2.Apache組件邏輯圖
??Apache是基于模塊化設計的，總體上看起來代碼的可讀性高于php的代碼传睹，它的核心代碼 并不多耳幢，大多數(shù)的功能都被分散到各個模塊中，各個模塊在系統(tǒng)啟動的時候按需載入。你如果想要閱讀Apache的源代碼睛藻，建議你直接從main.c文件讀起启上，系統(tǒng)最主要的處理邏輯都包含在里面。
??MPM（Multi -Processing Modules店印，多重處理模塊）是Apache的核心組件之 一冈在，Apache通過MPM來使用操作系統(tǒng)的資源，對進程和線程池進行管理按摘。
??Apache為了能夠獲得最好的運行性能包券，針對不同的平臺 (Unix/Linux、Window)做了優(yōu)化炫贤，為不同的平臺提供了不同的MPM溅固，用戶可以根據(jù)實際情況進行選擇，其中最常使用的MPM有 prefork兰珍、worker 和event三種侍郭。至于您的服務器正以哪種方式運行，取決于安裝Apache過程中指定的MPM編譯參數(shù),在X系統(tǒng)上默認的編譯參數(shù)為 prefork掠河。由于大多數(shù)的Unix都不支持真正的線程亮元，取決于平臺特性, 選擇prefork或worker 。 Windows是支持線程的平臺口柳，針對Windows平臺采用Windows NT優(yōu)化的多處理模塊mpm_winnt苹粟。對此感興趣的同學可以閱讀有關資料，此處不再多講跃闹。
??Apache中還有一個重要的 組件就是APR（Apache portable Runtime Library），即Apache可移植運行庫毛好，它是一個對操作系統(tǒng)調(diào)用的抽象庫望艺，用來實現(xiàn)Apache內(nèi)部組件對操作系統(tǒng)的使用，提高系統(tǒng)的可移植性肌访。
??Apache對于php的解析找默，就是通過眾多Module中的php Module來完成的。
3.Apache的生命周期圖
4. Apache的三種工作模式
??Apache服務的三種工作模式：prefork吼驶、worker和event惩激。
prefork的工作原理及配置
工作原理：
??一個單獨的控制進程(父進程)負責產(chǎn)生子進程，這些子進程用于監(jiān)聽請求并作出應答蟹演。Apache總是試圖保持一些備用的 (spare)或是空閑的子進程用于迎接即將到來的請求风钻。這樣客戶端就無需在得到服務前等候子進程的產(chǎn)生。在Unix系統(tǒng)中酒请，父進程通常以root身份運行以便邦定80端口骡技，而 Apache產(chǎn)生的子進程通常以一個低特權的用戶運行。User和Group指令用于配置子進程的低特權用戶。運行子進程的用戶必須要對他所服務的內(nèi)容有讀取的權限布朦，但是對服務內(nèi)容之外的其他資源必須擁有盡可能少的權限囤萤。
??這樣可以減少頻繁創(chuàng)建和銷毀進程的開銷，每個子進程只有一個線程是趴，在一個時間點內(nèi)涛舍，只能處理一個請求。這是一個成熟穩(wěn)定唆途，可以兼容新老模塊做盅，也不需要擔心線程安全問題，但是一個進程相對占用資源窘哈，消耗大量內(nèi)存吹榴，不擅長處理高并發(fā)的場景。
配置說明：
如何配置在Apache的配置文件httpd.conf的配置方式：
<IfModule mpm_prefork_module>
StartServers 5
MinSpareServers 5
MaxSpareServers 10
MaxRequestWorkers 250
MaxConnectionsPerChild 1000
</IfModule>
- StartServers ?服務器啟動時建立的子進程數(shù)量滚婉，默認是5個
- MinSpareServers ?空閑子進程的最小數(shù)量图筹，默認5個；如果當前空閑子進程數(shù)少于MinSpareServers 让腹，那么Apache將以最大每秒一個的速度產(chǎn)生新的子進程远剩。此參數(shù)不要設的太大。
- MaxSpareServers ? 空閑子進程的最大數(shù)量骇窍，默認10瓜晤；如果當前有超過MaxSpareServers數(shù)量的空閑子進程，那么父進程會殺死多余的子進程腹纳。次參數(shù)也不需要設置太大痢掠，如果你將其設置比MinSpareServers 小，Apache會自動將其修改為MinSpareServers +1的數(shù)量嘲恍。
- MaxRequestWorkers ?限定服務器同一時間內(nèi)客戶端最大接入的請求數(shù)量足画，默認是256；任何超過了MaxRequestWorkers限制的請求都要進入等待隊列佃牛，一旦一個個連接被釋放淹辞，隊列中的請求才將得到服務，如果要增大這個數(shù)值俘侠，必須先增大ServerLimit象缀。在Apache2.3.1版本之前這參數(shù)MaxRequestWorkers被稱為MaxClients。
- MaxConnectionsPerChild ? 每個子進程在其生命周期內(nèi)允許最大的請求數(shù)量爷速，如果請求總數(shù)已經(jīng)達到這個數(shù)值央星，子進程將會結束，如果設置為0遍希，子進程將永遠不會結束等曼。在Apache2.3.9之前稱之為MaxRequestsPerChild。
worker的工作原理及配置
工作原理：
和prefork模式相比，worker使用了多進程和多線程的混合模式禁谦，worker模式也同樣會先預派生一些子進程胁黑，然后每個子進程創(chuàng)建一些線程州泊，同時包括一個監(jiān)聽線程丧蘸，每個請求過來會被分配到一個線程來服務。線程比起進程會更輕量遥皂，因為線程是通過共享父進程的內(nèi)存空間力喷，因此，內(nèi)存的占用會減少一些演训，在高并發(fā)的場景下會比prefork有更多可用的線程弟孟，表現(xiàn)會更優(yōu)秀一些；另外样悟，如果一個線程出現(xiàn)了問題也會導致同一進程下的線程出現(xiàn)問題拂募，如果是多個線程出現(xiàn)問題，也只是影響Apache的一部分窟她，而不是全部陈症。由于用到多進程多線程，需要考慮到線程的安全了震糖，在使用keep-alive長連接的時候录肯，某個線程會一直被占用，即使中間沒有請求吊说，需要等待到超時才會被釋放（該問題在prefork模式下也存在）论咏。
配置說明：
配置在Apache的配置文件httpd.conf的配置方式：
<IfModule mpm_worker_module>
StartServers 3
ServerLimit 16
MinSpareThreads 75
MaxSpareThreads 250
ThreadsPerChild 25
MaxRequestWorkers 400
MaxConnectionsPerChild 1000
</IfModule>
- StartServers 服務器啟動時建立的子進程數(shù)量,在workers模式下默認是3個.
- ServerLimit系統(tǒng)配置的最大進程數(shù)量
- MinSpareThreads空閑子進程的最小數(shù)量，默認75
- MaxSpareThreads 空閑子進程的最大數(shù)量疏叨，默認250
- ThreadsPerChild 每個子進程產(chǎn)生的線程數(shù)量潘靖，默認是64
- MaxRequestWorkers /MaxClients 限定服務器同一時間內(nèi)客戶端最大接入的請求數(shù)量.
- MaxConnectionsPerChild 每個子進程在其生命周期內(nèi)允許最大的請求數(shù)量，如果請求總數(shù)已經(jīng)達到這個數(shù)值蚤蔓，子進程將會結束，如果設置為0糊余，子進程將永遠不會結束秀又。在Apache2.3.9之前稱之為MaxRequestsPerChild。
這里建議設置為非零贬芥，注意原因：
1）能夠防止(偶然的)內(nèi)存泄漏無限進行吐辙，從而耗盡內(nèi)存。
2）給進程一個有限壽命蘸劈，從而有助于當服務器負載減輕的時候減少活動進程的數(shù)量(重生的機會)昏苏。
Worker模式下所能同時處理的請求總數(shù)是由子進程總數(shù)乘以ThreadsPerChild 值決定的，應該大于等于MaxRequestWorkers。如果負載很大贤惯，現(xiàn)有的子進程數(shù)不能滿足時洼专，控制進程會派生新的子進程。默認最大的子進程總數(shù)是16孵构，加大時 也需要顯式聲明ServerLimit（最大值是20000）屁商。需要注意的是，如果顯式聲明了ServerLimit颈墅，那么它乘以 ThreadsPerChild的值必須大于等于MaxRequestWorkers蜡镶，而且MaxRequestWorkers必須是ThreadsPerChild的整數(shù)倍，否則 Apache將會自動調(diào)節(jié)到一個相應值恤筛。
event的工作原理及配置
工作原理：
這是Apache最新的工作模式官还，它和worker模式很像，不同的是在于它解決了keep-alive長連接的時候占用線程資源被浪費的問題毒坛，在event工作模式中望伦，會有一些專門的線程用來管理這些keep-alive類型的線程，當有真實請求過來的時候粘驰，將請求傳遞給服務器的線程屡谐，執(zhí)行完畢后，又允許它釋放蝌数。這增強了在高并發(fā)場景下的請求處理愕掏。
配置說明：
配置在Apache的配置文件httpd.conf的配置方式：
<IfModule mpm_event_module>
StartServers 3
ServerLimit 16
MinSpareThreads 75
MaxSpareThreads 250
ThreadsPerChild 25
MaxRequestWorkers 400
MaxConnectionsPerChild 1000
</IfModule>
- StartServers 服務器啟動時建立的子進程數(shù)量,在workers模式下默認是3個.
- ServerLimit系統(tǒng)配置的最大進程數(shù)量
- MinSpareThreads空閑子進程的最小數(shù)量，默認75
- MaxSpareThreads 空閑子進程的最大數(shù)量顶伞，默認250
- ThreadsPerChild 每個子進程產(chǎn)生的線程數(shù)量饵撑，默認是64
- MaxRequestWorkers /MaxClients 限定服務器同一時間內(nèi)客戶端最大接入的請求數(shù)量.
- MaxConnectionsPerChild 每個子進程在其生命周期內(nèi)允許最大的請求數(shù)量，如果請求總數(shù)已經(jīng)達到這個數(shù)值唆貌，子進程將會結束滑潘，如果設置為0，子進程將永遠不會結束锨咙。
5.Apache的運行
Apache運行分為啟動階段和運行階段语卤。
5.1 啟動階段
在啟動階段，Apache主要進行配置文件解析(例如http.conf以及Include指令設定的配置文件等)酪刀、模塊加載(例如mod_php.so,mod_perl.so等)和系統(tǒng)資源初始化（例如日志文件粹舵、共享內(nèi)存段等）工作。
在這個階段骂倘，Apache為了獲得系統(tǒng)資源最大的使用權限眼滤，將以特權用戶root（X系統(tǒng)）或超級管理員administrator(Windows系統(tǒng))完成啟動。
Apache中的“php解釋器”的裝配過程就是在這個階段完成的历涝∽缧瑁“php解釋器”就是負責解釋和執(zhí)行你的php代碼的系統(tǒng)模塊漾唉。這塊兒會在PHP底層講解。
把php最終集成到Apache系統(tǒng)中堰塌，還需要對Apache進行一些必要的設置赵刑。這里，我們就以php的mod_php5 SAPI運行模式為例進行講解蔫仙，至于SAPI這個概念后面我們還會詳細講解料睛。
假定我們安裝的版本是Apache2 和 Php5，那么需要編輯Apache的主配置文件http.conf摇邦，在其中加入下面的幾行內(nèi)容：
Unix/Linux環(huán)境下：
LoadModule php5_module modules/mod_php5.so
AddType application/x-httpd-php .php
注：其中
modules/mod_php5.so是X系統(tǒng)環(huán)境下mod_php5.so文件的安裝位置恤煞。
Windows環(huán)境下：
LoadModule php5_module d:/php/php5apache2.dll
AddType application/x-httpd-php .php
注：其中
d:/php/php5apache2.dll是在Windows環(huán)境下php5apache2.dll文件的安裝位置。
這兩項配置就是告訴Apache Server施籍，通過URL收到的用戶請求居扒，凡是以php作為后綴，就需要調(diào)用php5_module模塊（mod_php5.so/ php5apache2.dll）進行處理丑慎。
這個過程可以參考以下的示意圖：
注：在unix/linux下, so后綴文件是一個DSO文件喜喂，
DSO與windows系統(tǒng)下的dll是等價概念，都是把一堆函數(shù)封裝在一個二進制文件中竿裂。調(diào)用它們的進程把它們裝入內(nèi)存后玉吁，會將其映射到自己的地址空間。
DSO全稱為Dynamic Shared Object腻异，即動態(tài)共享對象进副。DLL全稱為Dynamic Link Library即動態(tài)鏈接庫。
Apache 服務器的體系結構的最大特點悔常，就是高度模塊化影斑。如果你為了追求處理效率，可以把這些dso模塊在apache編譯的時候靜態(tài)鏈入机打，這樣會提高Apache 5%左右的處理性能矫户。
5.2運行階段
運行階段概述
在運行階段，Apache主要工作是處理用戶的服務請求残邀。
在這個階段皆辽，Apache放棄特權用戶級別，使用普通權限芥挣，這主要是基于安全性的考慮膳汪，防止由于代碼的缺陷引起的安全漏洞。像微軟的IIS就曾遭受“紅色代碼（Code Red）”和“尼姆達（Nimda）”等惡意代碼的溢出攻擊九秀。
運行階段流程
Apache將請求處理循環(huán)分為以下11個階段：
- 1、Post-Read-Request階段
??在正常請求處理流程中粘我，這是模塊可以插入鉤子的第一個階段鼓蜒。對于那些想很早進入處理請求的模塊來說痹换，這個階段可以被利用。
2都弹、URI Translation階段
??Apache在本階段的主要工作：將請求的URL映射到本地文件系統(tǒng)娇豫。模塊可以在這階段插入鉤子，執(zhí)行自己的映射邏輯畅厢。mod_alias就是利用這個階段工作的冯痢。3、Header Parsing階段
??Apache在本階段的主要工作：檢查請求的頭部框杜。由于模塊可以在請求處理流程的任何一個點上執(zhí)行檢查請求頭部的任務浦楣，因此這個鉤子很少被使用。mod_setenvif就是利用這個階段工作的咪辱。4振劳、Access Control階段
??Apache在本階段的主要工作：根據(jù)配置文件檢查是否允許訪問請求的資源。Apache的標準邏輯實現(xiàn)了允許和拒絕指令油狂。mod_authz_host就是利用這個階段工作的历恐。5、Authentication階段
??Apache在本階段的主要工作：按照配置文件設定的策略對用戶進行認證专筷，并設定用戶名區(qū)域弱贼。模塊可以在這階段插入鉤子，實現(xiàn)一個認證方法磷蛹。6吮旅、Authorization階段
??Apache在本階段的主要工作：根據(jù)配置文件檢查是否允許認證過的用戶執(zhí)行請求的操作。模塊可以在這階段插入鉤子弦聂，實現(xiàn)一個用戶權限管理的方法鸟辅。7、MIME Type Checking階段
??Apache在本階段的主要工作：根據(jù)請求資源的MIME類型的相關規(guī)則莺葫，判定將要使用的內(nèi)容處理函數(shù)匪凉。標準模塊mod_negotiation和mod_mime實現(xiàn)了這個鉤子。8捺檬、FixUp階段
??這是一個通用的階段再层，允許模塊在內(nèi)容生成器之前，運行任何必要的處理流程堡纬。和Post_Read_Request類似聂受，這是一個能夠捕獲任何信息的鉤子，也是最常使用的鉤子烤镐。9蛋济、Response階段
??Apache在本階段的主要工作：生成返回客戶端的內(nèi)容，負責給客戶端發(fā)送一個恰當?shù)幕貜团谝丁＿@個階段是整個處理流程的核心部分碗旅。10渡处、Logging階段
??Apache在本階段的主要工作：在回復已經(jīng)發(fā)送給客戶端之后記錄事務。模塊可能修改或者替換Apache的標準日志記錄祟辟。11医瘫、CleanUp階段
??Apache在本階段的主要工作：清理本次請求事務處理完成之后遺留的環(huán)境，比如文件旧困、目錄的處理或者Socket的關閉等等醇份，這是Apache一次請求處理的最后一個階段。
