概述

本章，您将了解到 Apache httpd 中 MPM 的三种工作模式，即 event、prework 和 worker。

MPM（Multi-Processing Modules，多处理模块）：Apache httpd 中的核心组件之一，目的是为了让 Apache httpd 在不同操作系统上发挥最大化的性能和稳定性，该组件主要实现了网络监听、网络请求处理、调度进程或子进程等功能。因为 Apache httpd 本身是跨平台的，不同操作系统对底层网络的请求处理都不太一样，若强行使用一套统一的代码，就没法发挥各自操作系统的原生优势特性，为了在不同平台环境下实现最佳的网络性能以及稳定性，便诞生了 MPM。

在编译安装 Apache httpd 时，由于未指定 --with-mpm=MPM 选项，则 MPM 默认工作模式为 event 。

Shell > /usr/local/apache2/bin/apachectl -V
Server version: Apache/2.4.68 (Unix)
Server built:   Jun 13 2026 22:40:36
Server's Module Magic Number: 20120211:142
Server loaded:  APR 1.7.6, APR-UTIL 1.6.3, PCRE 10.32 2018-09-10
Compiled using: APR 1.7.6, APR-UTIL 1.6.3, PCRE 10.32 2018-09-10
Architecture:   64-bit
Server MPM:     event
  threaded:     yes (fixed thread count)
    forked:     yes (variable process count)
Server compiled with....
 -D APR_HAS_SENDFILE
 -D APR_HAS_MMAP
 -D APR_HAVE_IPV6 (IPv4-mapped addresses enabled)
 -D APR_USE_PROC_PTHREAD_SERIALIZE
 -D APR_USE_PTHREAD_SERIALIZE
 -D SINGLE_LISTEN_UNSERIALIZED_ACCEPT
 -D APR_HAS_OTHER_CHILD
 -D AP_HAVE_RELIABLE_PIPED_LOGS
 -D DYNAMIC_MODULE_LIMIT=256
 -D HTTPD_ROOT="/usr/local/apache2/"
 -D SUEXEC_BIN="/usr/local/apache2//bin/suexec"
 -D DEFAULT_PIDLOG="logs/httpd.pid"
 -D DEFAULT_SCOREBOARD="logs/apache_runtime_status"
 -D DEFAULT_ERRORLOG="logs/error_log"
 -D AP_TYPES_CONFIG_FILE="conf/mime.types"
 -D SERVER_CONFIG_FILE="conf/httpd.conf"

进程与线程

进程（Process）：是一个具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动，是系统进行「资源分配和调度」的一个独立单位。从这段话中可知：

• 进程是程序的「一次执行」，即进程是程序的一个实例（或实体）
• 进程是程序运行在一个「数据集合」上的过程
• 进程反映了程序以及数据在处理机上顺序执行后的活动状态
• 进程是操作系统进行资源分配和调度的一个独立单位（基本单位）

线程（Thread）：进程的轻量型实体，是一系列按照顺序执行的指令集合，是一条执行路径，不能单独存在，必须包含在进程中（换言之，一个进程可以包含单个或多个线程）。线程是操作系统中运算调度的最小单位。

每个进程都有自己的内存上下文（资源和地址空间），而来自 同一进程 的 线程 则共享相同的上下文。

在 GNU/Linux 操作系统中，每个进程都有：

• PID - Process IDentifier，唯一的进程标识符。
• PPID - Parent Process IDentifier，父进程的唯一标识符

通过连续的隶属关系，init 进程（也就是 systemd，其 pid 为 1 ）是所有进程之父。

进程的说明：

• 进程之间存在父与子的关系
• 子进程是父进程调用 fork() 原语（primitive，计算机术语）并复制自己的代码来创建子进程的结果
• 一个进程始终由父进程进行创建
• 一个父进程可以有多个子进程
• 子进程的 PID 会返回给父进程，以便父进程与之对话
• 每个子进程都有父进程的标识符 PPID
• PID 中的数字代表执行时的进程，当进程结束时，该数字可再次用于另一个进程
• 多次运行同一命令将每次产生不同的 PID 数字

孤儿进程（orphan process） - 当父进程死亡时，其子进程被称为 孤儿。init 进程（systemd，PID 为 1 ）会收养这些特殊状态的进程，并完成状态收集，直到它们被销毁。从概念上讲，孤儿院进程不会造成任何伤害。

僵尸进程（zombie process） - 子进程完成工作并被终止之后，其父进程需要调用信号处理函数 wait() 或 waitpid() 来获取子进程的终止状态。如果父进程没有这样做，虽然子进程已经退出，但它仍然在系统进程表中保留一些退出状态信息，因为父进程无法获取子进程的状态信息，这些进程将持续占用进程表中的资源，我们将这种状态下的进程称为 僵尸。

僵尸进程的危害：

• 占用系统资源并导致机器性能下降
• 无法生成新的子进程。

prework

prework：稳定优先的多进程模式。这是一种古老但非常可靠的模式，其核心思想是「预先创建子进程」，工作原理如下：

Apache httpd 在启动时，父进程会预先创建（fork）一批子进程，并始终保持一定数量的空闲进程随时待命，之所以要预先创建，是为了减少频繁创建以及销毁进程的开销。每个子进程只有一个线程，互相独立、互不影响，以提高稳定性。在一个时间点内，一个线程只能处理一个请求，并且会根据并发请求数量动态生成更多的子进程，具体生成多少由配置文件决定。

• 优点 - 稳定且安全
• 缺点 - 占用更加多的系统资源且并不适合高并发场景

worker

worker：多进程 + 多线程的混合模式。工作原理如下：

Apache httpd 在启动时，父进程会根据配置文件的配置指令预先创建（fork）一定数量的子进程。每个子进程会生成固定数量的线程（包括多个服务线程以及一个监听进程），每个线程处理一个请求。如果某个子进程崩溃，只会影响该子进程内的线程，而其他子进程仍可正常工作，从而保证了服务器的整体稳定性。

• 优点 - 占用内存低（相比每个请求独占一个进程的 prefork ，worker 在处理大量并发请求时能显著减少内存消耗）；并发性能强（线程的创建和切换开销小于进程）
• 缺点 - 线程安全问题导致的未知错误（由于在同一个进程当中的线程共享相同的内存资源，若使用了非线程安全的模块，可能会导致出现未知错误）；Keep-Alive 长连接阻塞问题（当一个线程处理一个 Keep-Alive 连接时，即使中间没有请求，该线程也会一直被占用，直到超时。在高并发场景中，会出现大量线程被空闲连接占据的情况，此时的 Apache httpd 无法服务新的请求，造成资源浪费）

HTTP Keep-Alive 和 TCP Keepalive

众所周知，现如今的互联网根据普遍采用的是 TCP/IP 四层模型，而面向教学时则会称 TCP/IP 五层模型。TCP/IP 模型不像 ISO/OSI 模型那样是先有理论框架再填充协议，而是‌先有协议，后有模型，因此人们也会将 TCP/IP 模型称为 TCP/IP 协议族。

• 应用层的协议：ftp、https、http、dns、smtp、snmp等这些，属于应用层的协议。
• 传输层的协议：TCP 与 UDP，选择其中之一或者两个都选。
• 网络层的协议：IP 协议、ICMP 协议、IGMP 协议、ARP 协议
• 网络接口层协议：ppp 协议，pppoe 拨号协议

在本文中，Keep-Alive 特指 HTTP Keep-Alive，而不是 TCP Keepalive，两者对比如下：

TCP Keepalive 的诞生背景：在早期的网络通信中，当客户端和服务器建立连接后，若客户端突然出现死机、崩溃、断电或者网络中断的情况，服务器端往往毫不知情，它会一直傻傻地维护着这个实际上已经失效的连接，而这些失效连接还占用着内存、文件描述符等系统资源。久而久之，大量这样的 "僵尸连接" 会拖垮服务器的性能。于是，人们在 TCP 协议中引入了 ‌Keepalive 机制‌，这种机制相当于为 TCP 连接开启 "心跳包" 监听：

• 目的 - 让服务器端能快速感知到对方是否还 "活着"，从而及时清理无效连接释放资源
• 工作方式 - 如果连接在一段时间内（通常为 2 小时）没有任何数据传输，服务器就会发送一个探测包。若对方有正常响应，说明连接还处于活跃状态；若多次探测都没有回应，就判定为失效的连接，服务器会主动关闭这个连接并释放资源

HTTP Keep-Alive 的诞生背景：在早期的 ‌HTTP/1.0 时代‌，默认是 "短连接"。这意味着浏览器每请求一个资源（比如一个 HTML 页面、一张图片、一个 CSS 文件），都要经历一次完整的 TCP 连接建立和关闭过程：

• 三次握手（建立连接）
• 传输数据
• 四次挥手（关闭连接）

如果一个网页有 50 张图片，这个过程就要重复 50 次，开销巨大的同时效率还非常低。大约从 ‌1996 年‌开始，一些浏览器和服务器厂商受不了了，开始在 HTTP/1.0 中实验性地扩展支持 ‌Keep-Alive 长连接‌，目的很简单 —— 一次连接，多次使用‌。浏览器和服务器之间只需建立一次 TCP 连接，就可以在这条连接上串行地传输多个 HTTP 请求和响应，直到所有资源都传输完毕或超时后才关闭。后来该特性成为 HTTP/1.1 的默认特性，即现在我们所说的 "持久连接（Persistent Connections）"。

event

event：work 工作模式的变体增强版，主要解决 work 工作模式下 keep-alive 长连接阻塞问题。在配置上，event 兼容 worker 的配置指令。

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