Nginx使用总结和底层剖析Nginx 基础 nginx 是高性能的Http和反向代理web服务器，核心特点是占有内存

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Nginx

基础

nginx 是高性能的Http和反向代理web服务器，核心特点是占有内存少，并发能力强。

Http服务器(Web服务器)

性能非常高，非常注重效率, 能够经受高负载的考验，支持50000个并发数。CPU和内存的占用也非常低， 10000个没有活动的连接才占用2.5M的内存。
反向代理服务器
负载均衡服务器
动静分离

特点:

跨平台: 类unix操作系统和windows
配置简单
高并发性能好稳定性好

部署

yum -y install gcc zlib zlib-devel pcre-devel openssl openssl-devel
tar -xvf nginx-1.17.8.tar
cd nginx-1.17.8
./configure --prefix=/usr/local/nginx
make
make install
## 此时在/usr/local/下产生nginx
cd /usr/local/nginx/sbin
./nginx

命令

./nginx
./nginx -s stop ## 强制停止
./nginx -s quit ## 优雅退出
./nginx -s reload
./nginx -t
./nginx -s reopen #重启

配置文件

# 全局块
# 用户配置  worker 进程数量  通常设置为CPU数量
#user  nobody;
worker_processes  1;

## 全局错误日志和pid文件位置
#error_log  logs/error.log;
#error_log  logs/error.log  notice;
#error_log  logs/error.log  info;

#pid        logs/nginx.pid;

# events事件块(nginx服务器和用户的网络连接)
events {
    # 单个worker进程最大并发连接数
    worker_connections  1024;
}


# http 块 虚拟主机的配置 监听端口的配置 请求转发 反向代理 负载均衡`2`
http {

    # 引入mime类型定义文件
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;

    # 设置日志格式
    #log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
    #                  '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
    #                  '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';

    #access_log  logs/access.log  main;

    # 一般就开启， 如果IO密集 可以改成off
    sendfile        on;
    #tcp_nopush     on;

    # 连接的超时时间
    #keepalive_timeout  0;
    keepalive_timeout  65;

    # 是否开启GZip压缩
    #gzip  on;

    server {
        # 监听端口
        listen       80;
        server_name  localhost;

        #charset koi8-r;

        #access_log  logs/host.access.log  main;

        # 默认请求
        location / {
            root   html; # 默认的网站根目录
            index  index.html index.htm; # 索引页
        }

        #error_page  404              /404.html;

        # redirect server error pages to the static page /50x.html
        #
        # 错误提示页面
        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        location = /50x.html {
            root   html;
        }

        # proxy the PHP scripts to Apache listening on 127.0.0.1:80
        #
        #location ~ \.php$ {
        #    proxy_pass   http://127.0.0.1;
        #}

        # pass the PHP scripts to FastCGI server listening on 127.0.0.1:9000
        #
        #location ~ \.php$ {
        #    root           html;
        #    fastcgi_pass   127.0.0.1:9000;
        #    fastcgi_index  index.php;
        #    fastcgi_param  SCRIPT_FILENAME  /scripts$fastcgi_script_name;
        #    include        fastcgi_params;
        #}

        # deny access to .htaccess files, if Apache's document root
        # concurs with nginx's one
        #
        #location ~ /\.ht {
        #    deny  all;
        #}
    }


    # another virtual host using mix of IP-, name-, and port-based configuration
    #
    #server {
    #    listen       8000;
    #    listen       somename:8080;
    #    server_name  somename  alias  another.alias;

    #    location / {
    #        root   html;
    #        index  index.html index.htm;
    #    }
    #}


    # HTTPS server
    #
    #server {
    #    listen       443 ssl;
    #    server_name  localhost;

    #    ssl_certificate      cert.pem;
    #    ssl_certificate_key  cert.key;

    #    ssl_session_cache    shared:SSL:1m;
    #    ssl_session_timeout  5m;

    #    ssl_ciphers  HIGH:!aNULL:!MD5;
    #    ssl_prefer_server_ciphers  on;

    #    location / {
    #        root   html;
    #        index  index.html index.htm;
    #    }
    #}

}

nginx 语法

location [=|~|~*|^~] /uri/ {}

正则匹配 location ~ /abc{}
不区分大小写的正则匹配 location ~*/abc{}
匹配路径的前缀location ^~ /abc{}
精确匹配 location =/abc{}
普通路径前缀匹配 location /abc{}

优先级: 精确匹配 > 匹配路径前缀 > 不区分大小写正则 > 正则匹配 > 普通路径匹配

反向代理

location / {
    #转发请求
    proxy_pass http://127.0.0.1:8081
    proxy_method: POST
    proxy_set_header HOST $host
    proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr
    proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for
}

负载均衡

upstream loadBalanceServer{
    server 127.0.0.1:8080;
    server 127.0.0.1:8002;
}
location / {
	proxy_pass http://loadBalanceServer
}

策略

默认轮询

weight 权重, 默认为1, max_fails默认为1 max_conns默认为0

fail_timeout 默认10s

upstream loadBalanceServer{
	server 127.0.0.1:8080 weight=1 max_fails=3 fail_timeout=15 max_conns=0;
	server 127.0.0.1:8002 weight=2 backup;
	server 127.0.0.1:8004 weight=2 down;
}

ip_hash

upstream loadBalanceServer{
    ip_hash;
    server 127.0.0.1:8080;
    server 127.0.0.1:8002;
}

least_conn

选取活跃连接数与权重weight的比值最小者为下一个处理请求的server。当然，上一次已选的server和已达到最大连接数的server照例不在选择的范围。
```
upstream loadBalanceServer{    
    least_conn;    
    server 127.0.0.1:8080;    
    server 127.0.0.1:8002;
}
```
除此以外还有第三方负载均衡fair等

动静分离

location ~ .*\.(html|htm|gif|jpg|jpeg|bmp|png|ico|js|css)$ {
    root   staticData;
}

缓存

proxy_cache_path 缓存文件路径，文件名是cache_key的MD5值

levels 缓存目录下的层级目录结构，根据哈希后的请求地址创建的。名称从哈希后的字符串结尾处开始截取，如果地址为12345, levels=1:2, 第一层为5，第二层为34

keys_zone 指定缓存区名称及共享内存大小，存放key和metadata。

inactive 主动清空在指定时间内未被访问的缓存。 10m代表10分钟

max_size 最大cache磁盘空间，不指定会使用掉所有的disk space，达到配额后会使用最少使用的cache文件

proxy_cache_path /data/cache levels=1:2 keys_zone=cache:50m inactive=10m max_size=1g
location / {
	proxy_pass http://loadBalanceServer;
	proxy_cache cache;
	proxy_cache_key $host$uri$is_args$args;
	proxy_cache_valid 200 304 1m;
	add_header X-Proxy-Cache $upstream_cache_status
}

使用ngx_cache_purge 模块进行缓存清理

location ~ /purge(/.*){
  allow all;
  proxy_cache_purge cache $host$uri$is_args$args;
}

压缩

GZip压缩

配置块	作用
gzip on\|off;	是否开启gzip压缩
gzip_comp_level level;	压缩等级。从1到9,默认1
gzip_disable "MSIE[1-6]\.";	针对不同客户端发起的请求进行有选择的打开或者关闭gzip命令后面是浏览器名称比如禁用IE6的gzip功能
gzip_min_length 1k;	最小文件
gizp_http_version 1.0\| 1.1;	启动压缩功能时，协议的最小版本，默认HTTP/1.1
gzip_buffers number size;	使用几个缓存空间，每个缓存空间的大小。 32 4K \| 16 8K
gzip_proxied off\|any;	off关闭 any压缩所有服务器返回的数据
gzip_types mine-type...;	除text/html外，对指定MIME类型启用响应的压缩
gzip_vary on\|off	如果启用压缩是否在响应报文首部插入"Vary:Accept-Encoding", 建议开启参数

gizp on;
gzip_http_version 1.1;
gzip_comp_level 3;
gzip_types text/plain application/json application/javascript application/x-javascript text/css application/xml text/javascript application/x-httpd-php image/jpeg image/gif image/png

跨域

location / {
	proxy_pass http://loadBalanceServer;
	add_header 'Access-Control-Allow-Origin' '*';
    add_header 'Access-Control-Allow-Headers' 'Content-Type,*';
    add_header 'Access-Control-Allow-Methods' 'GET,POST';
}

底层剖析

Nginx 启动后，以daemon多进程方式在后台运行，包含一个Master进程和多个worker进程

Master进程

主要管理worker进程
- 接收外界信号向各worker进程发送信息
- 监控worker进程的运行状态，当worker进程异常退出时会自动重新启动新的worker进程等
Worker进程

具体处理网络请求等，多个worker进程之间是对等的，同等竞争来自客户端的请求，各进程之间是相互独立的。一个请求只可能在一个worker进程中处理。worker进程的个数一般与机器CPU核数一致

热加载

./nginx -s reload

master进程对配置文件进行语法检查
尝试配置
尝试成功使用新的配置，新建worker进程
新建成功，给旧的worker进程发送关闭信息
旧的worker进程收到信号后会继续服务，知道把当前进程接收到的请求处理完毕后关闭

请求处理机制

master进程创建后，会建立好需要监听的socket, 然后从master进程中fork出多个worker进程，所有worker进程的监听符listenfd在新连接到来时都变得可读
nginx使用互斥锁保证只有一个worker进程能够处理请求，拿到互斥锁的那个进程注册listenfd读事件，在读事件里调用accept接受该连接，解析，处理，返回客户端。

多进程好处

每个worker进程独立，不需要加锁，节省开销
每个worker进程独立，互不影响，一个异常结束，其他的也能提供服务