Nginx 中 Upstream 如何配置 keepalive 参数优化与后端服务器的长连接池

Nginx upstream 复用 TCP 连接需协议（HTTP/1.1）、请求头（Connection: ""）、连接池（keepalive N）三者协同；仅设 keepalive 无效，且须配合 keepalive_timeout、keepalive_requests（1.15.3+）及后端配置对齐。

要让 Nginx 的 upstream 真正复用与后端的 TCP 连接，不能只写 keepalive 32，必须协议、请求头、连接池三者对齐，否则仍是短连接，后端 TIME_WAIT 暴涨、延迟升高。

upstream 块中正确声明 keepalive

该指令只能出现在 upstream { } 块内，且必须在 http 块下定义。放在 server 或 location 中会报错：unknown directive "keepalive"。

1. keepalive N 表示每个 worker 进程对每台后端服务器最多缓存 N 个空闲长连接
2. 若你有 4 个 worker、2 台后端，理论最大空闲连接数为 4 × 2 × N
3. N 值需匹配后端承载力：Tomcat 默认 maxConnections=200，按 70% 安全水位算，单 worker 建议设 32～48；Node.js/Go 类轻量服务可从 16～32 起步
4. 值不是越大越好——后端连接池太小（如 Go 默认 MaxIdleConnsPerHost=2），Nginx 设再大也连不上；后端不限制却设过高，可能耗尽其文件描述符

location 中强制启用 HTTP/1.1 并清空 Connection 头

Nginx 默认向上游发 HTTP/1.0 请求，不支持连接复用。仅配 keepalive 不生效。

1. 必须添加 proxy_http_version 1.1;
2. 必须添加 proxy_set_header Connection "";（注意是空字符串，不是 "keep-alive"）
3. 不要手动加 Keep-Alive 头，Nginx 会自动处理
4. 若后端返回 Connection: close（常见于错误响应或 WAF 干预），该连接立即释放，无法复用

控制空闲连接生命周期

keepalive_timeout 与 keepalive_requests 从 Nginx 1.15.3+ 开始才对 upstream 生效，老版本（如 1.12）只认 keepalive，不支持超时与请求数限制。

1. keepalive_timeout 20s;：空闲连接在池中最多保留 20 秒；建议比后端空闲超时（如 Tomcat 的 connectionTimeout）小 5～10 秒，避免持有已失效连接
2. keepalive_requests 500;：单个空闲连接最多转发 500 次请求后主动关闭，防止后端状态泄漏或内存堆积；默认 100 过于保守，API 场景推荐 500～1000

验证是否真正生效

配置完不等于跑通，需实测确认连接复用状态：

1. 运行 ss -tan | grep :8080 | grep ESTAB | wc -l（替换为你的后端端口），观察连接数是否稳定在预期范围，而非持续增长或剧烈波动
2. 压测对比开启前后：后端 TIME_WAIT 数量下降、P95 延迟降低、建连耗时减少
3. 检查后端响应头是否含 Connection: keep-alive；若返回 close 或缺失，说明中间有设备干扰或后端未正确配置