我们一起聊聊 Nginx 后端长连接

• 减少连接建立和关闭的消耗和延迟：在一个 TCP 连接上可以传送多个 HTTP 请求和响应，避免了频繁建立和关闭连接的开销，提高了性能。
• 降低服务器负载：特别是对于 QPS（每秒请求数）较高或网络环境不稳定的场景，能够有效减少服务器处理连接创建和关闭的压力。
• 提升资源利用率：可以更有效地利用系统资源，避免连接频繁创建和释放导致的资源浪费。

然而，Nginx 后端长连接也存在一些缺点：

• 内存使用问题：如果设置的长连接最大请求数过高，可能会导致过多的内存使用。
• 连接管理复杂：需要合理配置相关参数，如 keepalive 空闲连接数量，以适应不同的请求负载和响应情况，否则可能会出现连接数量的震荡，在某些情况下仍然需要进行连接的创建和释放。

在 Nginx 中，涉及长连接的主要配置指令涵盖以下几个方面：

• keepalive_timeout：此指令用于设定 keep-alive 客户端连接在服务器端维持开启的超时值。例如，keepalive_timeout 120s 这一设置表明将超时值设定为 120 秒。
• keepalive_requests：该指令规定了一个 keep-alive 连接能够服务的请求的最大数量。举例来说，keepalive_requests 1000 意味着将最大请求数量设定为 1000。
• proxy_http_version 1.1：需在 location 块中进行配置，旨在确保采用 HTTP 1.1 协议，因为长连接的支持始于 HTTP 1.1 版本。
• proxy_set_header connection ""：用于清除来自客户端请求中的 connection 头部信息。

完成 Nginx 长连接的配置后，可通过查看 Nginx 的访问日志和错误日志来获取与长连接有关的信息。

访问日志一般会记录客户端的请求详情，涵盖请求的 URL、客户端 IP 以及响应状态码等。虽然它不会直接呈现长连接的相关信息，然而，通过观察客户端与 Nginx 之间的交互状况，能够推断长连接的使用情况。

错误日志则有可能会记录长连接处理期间出现的问题，例如连接超时、连接被重置等错误。

若要针对日志中的长连接相关问题展开具体分析，或许需要留意以下几个要点：

• 查看是否存在频繁的连接建立与关闭的记录，这种情况可能暗示长连接未能正常运作。
• 留意错误日志中是否出现类似于 readv() failed (104: Connection reset by peer) 等与连接相关的错误提示信息。

倘若在长连接的使用过程中遭遇问题，可以依据日志中的具体错误提示展开进一步的排查与解决。比如，调整 keepalive_timeout 和 keepalive_requests 的值，或者对网络环境、后端服务器的配置等进行检查。此外，务必保证 Nginx 自身以及后端服务器均能够正常支持长连接，并且网络的稳定也是确保长连接正常工作的关键因素。

要是问题依旧存在，可以提供更为详尽的错误日志信息，以便进行更精准的分析和诊断。

以下为相关的 Nginx 配置示例：

http {
    # 与客户端的长连接设置
    keepalive_timeout 120s;  # 设置客户端连接在服务器端保持开启的超时值为 120 秒
    keepalive_requests 10000;  # 设置一个 keep-alive 连接上可以服务的请求的最大数量为 10000

    # 与后端服务器的长连接设置
    upstream backend {
        server 192.168.0.1:8080 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=30s;
        server 192.168.0.2:8080 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=30s;
        keepalive 300;  # 设置每个 worker 进程与 upstream 服务器建立的最多空闲 keep-alive 连接数量为 300
    }

    server {
        listen 8080 default_server;
        server_name "";

        location / {
            proxy_pass http://backend;
            proxy_set_header host $host;
            proxy_set_header x-forwarded-for $remote_addr;
            proxy_set_header x-real-ip $remote_addr;
            add_header cache-control no-store;
            add_header pragma no-cache;

            proxy_http_version 1.1;  # 设置与后端服务器通信采用的 HTTP 版本为 1.1
            proxy_set_header connection "";  # 清理来自客户端请求中的 'connection' header
        }
    }
}

例如，对于一个响应时间为 100 毫秒，要求性能达到 10000 QPS 的 HTTP 服务，可能需要在 Nginx 与上游服务器之间建立大概 1000 条 HTTP 请求（1000 / 0.1s = 10000）。

假设 keepalive 的值设置为 10，在请求和应答都均匀平稳的情况下，每 0.1 秒有 1000 个请求收到并释放，连接池中没有空闲连接，无需建立新连接。

但如果应答平稳而请求不平稳，如第 0.3 秒只有 500 个请求收到，Nginx 检测到连接池中有 500 个空闲连接，就可能关闭（500 - 10）个连接；而在第 0.4 秒收到 1500 个请求时，由于池里只有（500 + 10）个连接，Nginx 不得不重新建立（1500 - 510）个连接。若不关闭那 490 个连接，则只需重新建立 500 个连接。

同样，在请求平稳但应答不平稳时，也可能出现连接数量的反复震荡。

总之，通过合理配置 Nginx 后端长连接，可以充分发挥其优势，提高系统的性能和资源利用率，但需根据实际情况仔细调整相关参数，以避免潜在的问题。