Apache 웹서버 MPM (다중처리모듈) 변경하여 성능 개선하기 (prefork , worker, event)

아파치 웹서버의 다중처리모듈(MPM)이란 ?

Apache 웹서버를 설치하면 기본적으로 다중처리모듈은 전통적인 다중요청 처리방식인 prefork 방식으로 동작하도록 설치된다.

 

다중처리모듈(Multi-Processing-Module) 이란, 여러 이용자(웹브라우저)가 동시에 웹서버에 접속하여 웹페이지를 요청하였을 때 이 요청들을 동시에 처리할 수 있도록 해주는 아파치 웹서버의 모듈이다.  MPM 모듈은 아파치 서버의 다른 모듈들과 마찬가지로 Shared Object 파일 (.so)로 만들어져 아파치 웹서버에 Load 된다.

 

아파치 웹서버를 설치하면 기본적으로 설정되는 prefork 방식은 하나의 이용자 요청에 하나의 웹서버 프로세스(아파치 계열 웹서버의 경우 apache2 또는 httpd)를 할당하여 처리하도록 하는 방식이다. 즉 100명이 동시에 접속하면 프로세스가 갑자기 100개 까지 증가(fork)할 수 있다. (이런 경우 메모리가 부족하면 서버가 느려지거나 멈출수도 있다.)

 

이 prefork 방식의 문제점은 이용자가 몰릴경우 CPU와 RAM의 사용량이 급증하게 된다는 것이다. 아파치 웹서버 프로세스가 이용자(웹브라우저)의 접속에 대비해 미리 만들어 둔 자식프로세스를 모두 이용자에게 할당할 경우 새로운 자식프로세스를 Fork(포크)하게 되는데 이렇게 새로운 웹서버 프로세스를 포크하거나 실행중인 여러개의 아파치 프로세스를 CPU 코어에서 스위칭(컨텍스트 스위칭)할 때 CPU와 RAM의 자원 소모가 현재 멀티태스킹의 기본적인 기술로 사용되는 스레드(Thread)와 스레드 스위칭에 비해 심하다는 단점이 있다. 동시에 100명의 이용자가 접속하게 되면 최소한 100개의 웹서버 프로세스가 실행될 수도 있다는 이야기다.

 

이런 Apache 웹서버의 단점을 해결하고자 등장한 웹서버 중에 NginX(엔진엑스 라고 읽음)가 있다. NginX는 기본적으로 이용자의 접속을 프로세스를 포크(fork)하여 처리하는 것이 아니라 스레드를 생성하여 처리하도록 하며 요청을 받아들이는 스레드와 요청을 처리하는 스레드를 분리하여 몰려오는 요청을 이벤트 드리븐(Event Driven) 방식으로 분산처리한다. 때문에 웹서버 자체가 가볍고 빠른 처리가 가능하여 아파치 웹서버의 점유율을 지속적으로 잠식해가고 있다.

 

아파치 웹서버도 2.0 버전부터 프로세스 포크(prefork) 방식보다 개선된 스레드 방식(worker)을 지원하고 있으며 2.4 버전부터 스레드 방식의 효율을 극대화할 수 있는 이벤트 드리븐(event) 방식 또한 지원하고 있다.

 

그래서... 운영하고 있는 블로그를 아파치에서 NginX로 변경할까 하다 그냥 아파치의 MPM을 스레드를 사용하는 이벤트 드리븐방식으로 변경하기로 했다. 이미 Apache+PHP+MariaDB의 조합을 통해 워드프레스를 적용한 웹서버에서 prefork 를 event로 변경하는 과정을 포스팅한다.

1. 현재의 아파치 웹서버 MPM 유형 확인

다음의 명령어를 통해 Apache2 웹서버의 버전과 현재 적용된 MPM 타입을 확인한다.

root@www:/#  
root@www:/# apachectl -V 
Server version: Apache/2.4.41 (Ubuntu) 
Server built:   2020-08-12T19:46:17 
Server's Module Magic Number: 20120211:88 
Server loaded:  APR 1.6.5, APR-UTIL 1.6.1 
Compiled using: APR 1.6.5, APR-UTIL 1.6.1 
Architecture:   64-bit 
Server MPM:     prefork 
  threaded:     no 
    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_SYSVSEM_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="/etc/apache2" 
 -D SUEXEC_BIN="/usr/lib/apache2/suexec" 
 -D DEFAULT_PIDLOG="/var/run/apache2.pid" 
 -D DEFAULT_SCOREBOARD="logs/apache_runtime_status" 
 -D DEFAULT_ERRORLOG="logs/error_log" 
 -D AP_TYPES_CONFIG_FILE="mime.types" 
 -D SERVER_CONFIG_FILE="apache2.conf" 
root@www:/# 

아파치 웹서버를 설치하고 아무런 변경을 하지 않았다면 기본적으로 Server MPM 유형이 prefork 로 표시된다. 그리고 버전이 2.0 이상이면 스레드 모드인 worker로 변경할 수 있고 2.4 버전 이상이면 event 로도 변경이 가능하다.

2. php-fpm 패키지 설치 

만약 php-fpm 이라는 패키지가 설치되어 있지 않다면 추가 설치가 필요하다. 이런저런 검색을 해보면 기존에 설치되어 있는 php를 삭제해야 한다느니...하는 글들이 있는데 php 패키지와 php-fpm 패키지는 별개의 패키지이기 때문에 함께 설치되어 있어도 전혀 문제가 없다. 

다음의 명령어로 php-fpm을 찾아본다.

[우분투 리눅스]

root@www:/# 
root@www:/# dpkg -l | grep php-fpm 
ii  php-fpm                              2:7.4+75                          all          server-side, HTML-embedded scripting language (FPM-CGI binary) (default) 
root@www:/#

또는 [만약 우분투 리눅스가 아니라면]

root@www:/#  
root@www:/# find / -name "php*fpm" -print 
/var/lib/apache2/conf/enabled_by_admin/php7.4-fpm 
/usr/share/bug/php7.4-fpm 
/usr/share/doc/php-fpm 
/usr/share/doc/php7.4-fpm 
/usr/share/lintian/overrides/php7.4-fpm 
/etc/logrotate.d/php7.4-fpm 
/etc/init.d/php7.4-fpm 
root@www:/# 

만약 php-fpm 패키지가 설치되어 있지 않다면 다음의 명령어로 설치를 진행한다. 다음부터는 우분투 리눅스를 기준으로 설명한다. 다른 리눅스 배포판이라면 명령어만 다를 뿐 설치 과정은 동일하다.

root@www:/#  
root@www:/# apt-get update 
Get:1 http://security.ubuntu.com/ubuntu focal-security InRelease [114 kB] 
Hit:2 http://archive.ubuntu.com/ubuntu focal InRelease    
Get:3 http://archive.ubuntu.com/ubuntu focal-updates InRelease [114 kB] 
Get:4 http://security.ubuntu.com/ubuntu focal-security/main amd64 Packages [745 kB]

[이하생략]

......

root@www:/#  
root@www:/# apt-get install php-fpm 
Reading package lists... Done 
Building dependency tree        
Reading state information... Done 
The following packages were automatically installed and are no longer required: 
  libccid libpcsclite1 opensc opensc-pkcs11 pcscd 
Use 'apt autoremove' to remove them. 
The following additional packages will be installed: 
  libapache2-mod-php7.4 php7.4-bcmath php7.4-bz2 php7.4-cli php7.4-common php7.4-fpm php7.4-gd 
  php7.4-imap php7.4-intl php7.4-json php7.4-mbstring php7.4-mysql php7.4-opcache php7.4-pspell 
  php7.4-readline php7.4-xml php7.4-xmlrpc php7.4-zip

[이하생략]

......

NOTICE: Not enabling PHP 7.4 FPM by default. 
NOTICE: To enable PHP 7.4 FPM in Apache2 do: 
NOTICE: a2enmod proxy_fcgi setenvif 
NOTICE: a2enconf php7.4-fpm 
NOTICE: You are seeing this message because you have apache2 package installed. 
root@www:/# 

php-fpm 패키지는 Apache 웹서버로부터 php 파일의 처리를 위임받아 처리하는 대몬 프로세스로 실행된다. 자세한 것은 구글링을 통해 확인하기 바란다.

php-fpm 패키지가 설치되면 다음과 같이 Apache2 웹서버에서 로드(Load) 가능한 모듈 목록에 다음과 같이 mpm_event 모듈이 추가되어 있는 것을 확인할 수 있다.

root@www:/#  
root@www:/# ls -a /etc/apache2/mods-available/mpm* 
/etc/apache2/mods-available/mpm_event.conf    /etc/apache2/mods-available/mpm_prefork.load 
/etc/apache2/mods-available/mpm_event.load    /etc/apache2/mods-available/mpm_worker.conf 
/etc/apache2/mods-available/mpm_prefork.conf  /etc/apache2/mods-available/mpm_worker.load 
root@www:/# 

 worker 와 event 모듈이 추가되어 있다.

3. php 모듈과 mpm_prefork 모듈 disable 하기

아파치 웹서버에서 MPM 설정을 worker 또는 event로 변경하기 위해서는 php 모듈이 아니라 앞에서 설치한 php-fpm 모듈을 사용하도록 설정해주어야 한다. 또한 mpm_prefork 모듈도 disable 해줘야 한다. 

다음의 명령어를 통해 설정을 두 모듈을 disable 한다.

root@www:/#  
root@www:/# a2dismod php7.4 
Module php7.4 disabled. 
To activate the new configuration, you need to run: 
  systemctl restart apache2 
root@www:/# 

root@www:/# a2dismod mpm_prefork 
Module mpm_prefork disabled. 
To activate the new configuration, you need to run: 
  systemctl restart apache2 
root@www:/# 

4. php-fpm 모듈과 mpm_event 모듈 enable 하기

php 모듈과 mpm_prefork 모듈을 disable 하고나면 그 두 모듈을 대체할 php-fpm 모듈과 mpm_event 모듈을 다음 명령을 실행하여 enable 한다. 그리고 php-fpm 모듈이 fastcgi를 사용할 수 있도록 proxy_fcgi 모듈도 함께 enable 해줍니다.

root@www:/#  
root@www:/# a2enmod mpm_event 
Considering conflict mpm_worker for mpm_event: 
Considering conflict mpm_prefork for mpm_event: 
Enabling module mpm_event. 
To activate the new configuration, you need to run: 
  systemctl restart apache2 
root@www:/#  
root@www:/# a2enconf php7.4-fpm 
Enabling conf php7.4-fpm. 
To activate the new configuration, you need to run: 
  systemctl reload apache2 
root@www:/# 
root@www:/# a2enmod proxy_fcgi 
Considering dependency proxy for proxy_fcgi: 
Enabling module proxy. 
Enabling module proxy_fcgi. 
To activate the new configuration, you need to run: 
  systemctl restart apache2 
root@www:/# 

5. Apache2 웹서버 재구동하고 MPM 유형 확인

모든 설정이 완료되었다. 아파치 재구동은 다음의 명령어를 사용한다.

root@www:/# service apache2 restart

 

다음 명령을 사용해 서버의 MPM 유형을 확인한다. 

Apache 웹서버 스레드 MPM 설정

root@www:/# 
root@www:/# ps -ef | grep apache 
root       19774       1  0 06:14 ?        00:00:00 /usr/sbin/apache2 -k start 
www-data   19775   19774  0 06:14 ?        00:00:00 /usr/sbin/apache2 -k start 
www-data   19776   19774  0 06:14 ?        00:00:00 /usr/sbin/apache2 -k start 
root       21799     982  0 10:28 pts/0    00:00:00 grep --color=auto apache 
root@www:/#  
root@www:/# ps -ef | grep php-fpm 
root       19394       1  0 06:08 ?        00:00:00 php-fpm: master process (/etc/php/7.4/fpm/php-fp.conf) 
www-data   19395   19394  0 06:08 ?        00:00:01 php-fpm: pool www 
www-data   19396   19394  0 06:08 ?        00:00:01 php-fpm: pool www 
root       21803     982  0 10:28 pts/0    00:00:00 grep --color=auto php-fpm 
root@www:/# 


이제 nginx가 부럽지 않다.

 

참 쉽죠???

 

 

#apache_mpm  #아파치웹서버

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