1、INPUT和OUTPUT

INPUT和OUTPUT对应就是I/O模型

1.1 I/O模型

影响用户体验的因素，主要是：响应的速度，与I/O模型有关。

常见的I/O模型：

磁盘I/O：构建响应报文的速度，表示数据从内存回复到网卡的过程
网络I/O：接收发送的速度，表示数据从网卡到内存的过程，在进程的 fd文件夹下形成了一个临时文件用来存储这次访问的基本信息

1.2 零拷贝技术（磁盘I/O）

方法一： 在内核空间开辟一块共享空间，用户空间的程序，可以直接去共享空间进行处理，从而减少拷贝次数。

方法二： sendfile （调优）

sendfile 类似于软链接，作用是：减少内核态和用户态之间的拷贝次数，加快i/o速度。

1.3 网络I/O模型⭐⭐⭐

1.3.1 同步/异步

同步/异步（消息反馈机制）：关注的是消息通信机制，即调用者在等待一件事情的处理结果时，被调用者是否提供完成状态的通知。

同步：nginx主动去问内核，是否完成了任务
异步：内核主动反馈给nginx交代的任务

1.3.2 阻塞/非阻塞（用的少！）

阻塞/非阻塞：关注调用者在等待结果返回之前所处的状态

阻塞：blocking，指IO操作需要彻底完成后才返回到用户空间，调用结果返回之前，调用者被挂起，干不了别的事情。完成之前只能接待一个请求！
非阻塞：nonblocking，指IO操作被调用后立即返回给用户一个状态值，而无需等到IO操作彻底完成，在最终的调用结果返回之前，调用者不会被挂起，可以去做别的事情。完成之前可以接待多个请求！

1.3.3 四种组合

同步阻塞：发起方主动去问接收方是否完成任务；处理完成之前，接收方会被挂起，不会处理别的事情
同步非阻塞：发起方主动去问接收方是否完成任务；处理完成之前，可以处理别的请求
异步阻塞：接收方主动给发起方反馈消息；处理完成之前，接收方会被挂起，不会处理别的事情
异步非阻塞：接收方主动给发起方反馈消息；处理完成之前，可以处理别的请求

变种：是目前主流，即多路复用模型

1.3.4 五个模型

阻塞性I/O模型：相当于异步阻塞（最简单、基本不用！）
非阻塞I/O模型：相当于同步非阻塞
多路复用I/O模型（能满足，足够用！）
信号驱动式I/O模型：效率高
异步I/O模型：相当于异步非阻塞效率高

1.4 epoll

nginx共有8种模型，默认选择的epoll模型。最常用的模型是前3种：

select
poll
epoll
rtsig
kqueue
/dev/poll
eventport
Iocp

	select	poll	epoll
操作方式	遍历	遍历	回调
底层实现	数组	链表	哈希表
IO效率	每次调用都仅从线性遍历，时间复杂度为O（n）	同select	时间复杂度O（1）
最大连接数	1024（X86）、2048（X64）	无上限	无上限
fd拷贝	每次调用select，都需要把fd集合，从用户态拷贝到内核态	每次调用poll，都要把fd集合，从用户态拷贝到内核态	调用epoll_ctl 时，拷贝进内核态并保存，之后每次epoll_wait不拷贝

select 遍历
poll 也是遍历，但是能用epoll就不用poll。
epoll 回调，主动反馈。epoll 在fd里有报警机制。

select和epoll之间的区别：

epoll是poll的升级版，epoll只能在linux中使用，window中不支持epoll。

2、nginx概述

nginx架构：主程序master+子进程worker

master：不干活，只接收请求，然后分配工作给worker
worker：干活

2.1 yum安装nginx

`nginx和apache共用80端口`

![image.png](https://p3-juejin.byteimg.com/tos-cn-i-k3u1fbpfcp/1fc1c8f1096942639d1860a010649dd9~tplv-k3u1fbpfcp-jj-mark:0:0:0:0:q75.image#?w=391&h=452&s=63746&e=png&b=6cfc7a)
 yum install epel-release.noarch -y   //先下载epel源
 
 yum install nginx -y    //yum安装
 systemctl start nginx    //开启nginx

小拓展：nginx安装后启动失败，如何解决？：

报错信息：开启nginx时报错

解决方法： 排查可能是80端口 被httpd所占，需要先关闭httpd，再重新打开nginx。

2.1.1 主进程和子进程

 [root@7-1 ~]#  pstree -p|grep nginx
            |-nginx(10708)-+-nginx(10709)
            |              `-nginx(10710)
 
 #自定义子进程数量：
 [root@7-1 ~]#  vim /etc/nginx/nginx.conf
 # worker_processes auto;   //注释第6行，auto是自动分配，基本上是1个cpu分配一个子进程worker。
 worker_processes 1;      //新增配置，自定义可以改成1，就只有一个子进程
 [root@7-1 ~]#  systemctl restart nginx
 [root@7-1 ~]#  pstree -p|grep nginx
            |-nginx(10971)---nginx(10972)

2.2 nginx模块

核心模块
标准HTTP模块
可选HTTP模块
邮件服务模块
stream服务模块
第三方模块

重点是前三个模块

     常用模块：
     ngx_http_core_module             核心模块
     ngx_http_access_module          访问控制  deny  allow
     ngx_http_auth_basic_module     身份验证
     ngx_http_gzip_module             压缩模块
     ngx_http_1og_module              日志模块
     ngx_http_proxy_module            代理模块
     ngx_http_rewrite_module          重写模块
     ngx http_stub_status_module     状态页模块
     ngx_http_upstream_module        反向代理
     ngx_http_stream_module            四层代理

2.3 编译安装nginx

可以查看老师之前给的nginx脚本！！！

nginx版本：

看中间列，偶数是正式版，奇数是测试版：

编译安装nginx步骤：

#官网地址
 https://nginx.org/en/download.html
 
 #查看帮助模块
 ./configure --help   
 
 
 #关闭防火墙
 systemctl stop firewalld    
 setenforce 0
 
 #新建/data文件夹
 mkdir /data    
 cd /data
 
 #下载源码包
 wget http://nginx.org/download/nginx-1.18.0.tar.gz    
 
 #解压软件包
 tar xf nginx-1.18.0.tar.gz
 cd nginx-1.18.0/
 mkdir /apps/nginx -p
 
 #安装依赖环境
 yum -y install make gcc pcre-devel openssl-devel zlib-devel openssl openssl-devel    
 
 #检测环境，指定安装目录
 ./configure --prefix=/apps/nginx \
 --user=nginx \
 --group=nginx \
 --with-http_ssl_module \
 --with-http_v2_module \
 --with-http_realip_module \
 --with-http_stub_status_module \
 --with-http_gzip_static_module \
 --with-pcre \
 --with-stream \
 --with-stream_ssl_module \
 --with-stream_realip_module
 
 #编译 
 make -j2       
 make install
 
 #建立软链接，下次输入nginx命令时，可以自动补全
 ln -s /apps/nginx/sbin/nginx /usr/local/sbin
 nginx    #运行nginx
 
 
 #新建nginx用户便于管理
 useradd -M -s /sbin/nologin nginx
 
 #修改权限
 chown -R nginx.nginx /apps/nginx
 
 
 ll /apps/nginx/
 total 0
 drwxr-xr-x 2 root root 333 Sep 22 12:49 conf
 drwxr-xr-x 2 root root  40 Sep 22 12:49 html
 drwxr-xr-x 2 root root   6 Sep 22 12:49 logs
 drwxr-xr-x 2 root root  19 Sep 22 12:49 sbin

安装好，生成的四个文件功能如下：

conf：保存nginx所有的配置文件
html：目录中保存了nginx服务器的web文件
logs：用来保存nginx服务器的访问日志错误日志等日志
sbin：保存nginx二进制启动脚本

源码包内的文件：

contrib：vim 格式文件，修改nginx配置文件的格式，

编译安装的高亮设置： cp -r /opt/nginx-1.18.0/contrib/vim/* /usr/share/vim/vimfiles/

conf：配置文件
man：man帮助 man man/nginx.8 不加路径看不了 nginx.8 文件
src：源码包点c 点h 结尾的文件 find src -type f |xargs cat |wc -l 193678
objs：存储的是编译好的nginx文件

2.4 nginx信号⭐⭐

选项	含义
-t	检查语法格式
-T	检查语法，并打印所有配置
-v	显示版本
-V	显示详细信息，包括编译的信息
-c	指定配置文件位置，可以不用官方默认的文件，自己指定路径
-g	单独指定配置，不以配置文件中的为准，但注意：单独改之前，要先将配置文件里的注释掉，二者不能有冲突
-s	发送信号，类似于kill
-h	help帮助

2.4.1 检查语法格式 -t

 [root@7-1 ~]#  nginx -t     //检查语法
 nginx: the configuration file /etc/nginx/nginx.conf syntax is ok
 nginx: configuration file /etc/nginx/nginx.conf test is successful

2.4.2 显示版本 -v

 [root@7-1 ~]#  nginx -v
 nginx version: nginx/1.20.1

2.4.3 指定配置指令 -g

 例1：
 [root@7-1 ~]#  vim /apps/nginx/conf/nginx.conf   //编辑配置文件
 # worker_processes 4      //改配置之前，要将原配置文件中的注释掉，不能有冲突
 [root@7-1 ~]#  nginx -g "worker_processes 1"    //worker_processes 1是配置文件选项，格式是：关键字+值
 
 例2：
 nginx -g “daemon off”   //-g意思临时性的设定一次配置文件，不按照默认配置来，按照指定的要求来

小tips：nginx默认后台启动。

2.4.4 发送信号 -s

 nginx -s reload   重新加载配置文件⭐⭐
 nginx -s stop     停止nginx，并且立即停止
 nginx -s quit     优雅的退出，有人访问，不会立即关闭，而是等对方结束后再退出。
 nginx -s reopen   重新生成日志文件 等价于nginx -s USR1⭐⭐
 nginx -s USR2     飞行中升级

nginx -s 与 kill命令对比：

nginx -s信号	kill信号	含义
nginx -s reload	kill -1(HUP)	重新加载配置文件
nginx -s stop	kill -9 (KILL)	立即退出
nginx -s quit	kill -3(QUIT)	优雅的退出
nginx -s reopen	kill -USR1	重新生成日志
nginx -s USR2	——	飞行中升级

2.5 nginx升级 USR2

实验目的：从nginx1.18.0版本，升级到nginx1.22.0版本

 [root@7-1 ~]#  cd /opt
 [root@7-1 opt]#  nginx -v
 nginx version: nginx/1.18.0
 [root@7-1 opt]#  curl -I 192.168.125.100
 HTTP/1.1 200 OK
 Server: nginx/1.18.0
 Date: Fri, 31 May 2024 07:33:29 GMT
 Content-Type: text/html
 Content-Length: 4833
 Last-Modified: Fri, 16 May 2014 15:12:48 GMT
 Connection: keep-alive
 ETag: "53762af0-12e1"
 Accept-Ranges: bytes
 
 [root@7-1 opt]#  wget https://nginx.org/download/nginx-1.22.0.tar.gz -P /usr/local/src/       //下载1.22.0版本的安装包
 
 ./configure --prefix=/apps/nginx \
 --user=nginx \
 --group=nginx \
 --with-http_ssl_module \
 --with-http_v2_module \
 --with-http_realip_module \
 --with-http_stub_status_module \
 --with-http_gzip_static_module \
 --with-pcre \
 --with-stream \
 --with-stream_ssl_module \
 --with-stream_realip_module
 
 make -j2
 make          //注意：千万不要make install！！！，不然就覆盖掉了！！！只输make的意思是：万一新版本安装的有问题，还可以还原回旧版本！！！

注意：老版本先不要删除，可以改个名字！！！然后新版本改成老版本改名之前的名字！！！这个时候nginx -v 会显示版本已变，但只是内存版本变了，客户版本并没有变化！！！最后使用飞行中升级：

 cat nginx.pid
 kill -s USR2 pid号

3、基本配置

nginx的配置文件的组成部分：

编译安装：
- 主配置：/apps/nginx/conf/nginx.conf
- 子配置：/apps/nginx/conf.d/
yum安装：
- 主配置：/etc/nginx/nginx.conf
- 子配置：/usr/share/nginx/

nginx指令组成部分：

全局配置（主配置）
模块配置

指令注意事项：

nginx指令每条指令以 ;分号 结尾，指令与值之间以空格符号分隔

 pid       /apps/run/nginx.pid
 指令 [空格]    值

部分指令需要放到指定位置，比如 alias别名指令，只能放到 location 模块
root 是主站点指令
参考官方文档：nginx.org.en.docs

syntax：指令的语法
default：指令的默认值
context：指令可以在哪些配置上下文中使用

3.1 全局配置 main

3.1.1 关闭版本或修改版本

server_tokens off ，注意是在httpd模块下修改，也是唯一一个在httpd模块下的。

 http {
     server_tokens  off;

 nginx -s reload     //重新加载

3.1.2 cpu与worker进程绑定

cpu 的亲缘性，可以理解为cpu与nginx进程进行一一对应，绑定在一起。

为什么要进行cpu与进程绑定？

当有多个cpu时，进程对应的cpu不是固定的，比如某进程第一次是在cpu1里面处理，第二次可能会在cpu2里面处理。这样就会形成，在cpu1产生的处理数据，cpu2里面是没有的，要从cpu1里面去拷贝，导致浪费资源、降低效率。

 [root@7-1 ~]#  ps axo pid,cmd,psr,|grep nginx    //挑选3个字段，中间以逗号隔开
  18620 nginx: master process /usr/   2   0
  18951 nginx: worker process         0   0
  18952 nginx: worker process         1   0
  18954 grep --color=auto nginx       2   0

 #######绑定########
 vim /etc/nginx/conf/nignx.conf
 worker_cpu_affinity 00000001 00000010 00000100 00001000;     //0-3个CPU，上限最多支持8个cpu
 nginx -s reload
 
 验证cpu乱跑可以刷新网页即可:
 while true ;do ab -c 1000 -n 1000 http://192.168.125.100/;done    //-c并发数量，-n总数量

小拓展：

安装压力测试工具：

 yum install httpd-tools -y

3.1.3 进程优先级

nice 优先级：-20到19

 worker_priority -20;    //-20优先级最高
 nginx -s reload

3.1.4 进程打开文件的数量⭐⭐⭐⭐⭐⭐

nginx 默认打开的子进程数量 1024

修改进程打开的文件数量，分为两部分:

nginx调优

worker_rlimit_nofile 65536;

系统调优

 [root@localhost ~]#ulimit -a
 [root@localhost ~]#ulimit -n 60000

3.1.5 服务是否以后台方式运行

服务运行分为：前台运行、后台运行。一般都是后台运行，但在某些特殊场景，比如：docker容器，必须设置前台运行

 daemon off     //前台运行

3.1.6 只有主进程，没有子进程

一般是在测试环境中使用！！！实际生产中极少使用！！！因为主进程类似监工、子进程是干活的。

3.2 event 事件模块

i/o模型调优：

 events {
    worker_connections  65535;  #设置单个工作进程的最大并发连接数
    worker_rlimit_nofile;     //总数量
    use epoll;   //event默认使用epoll
 }

惊群效应：

 accept_mutex on;    //轮流派任务
 
 multi_accept on;   //同一时间可以处理多个请求

3.3 http设置⭐⭐⭐⭐⭐

格式：

http
- server：主要是对主机的设置，比如：端口号、ip地址、域名、主站点、日志
  - location：用来匹配url

// 注意：多个相同指令，内部的生效，比如在server和location里都有的话，location生效。

3.3.1 mime.types

格式里有的，就查看；没有的，就下载！

 vim /etc/mime.types

小拓展：

nginx默认使用的是gzip压缩但是，gzip压缩不压缩图片！图片压缩是前端的工作，运维压缩容易造成图片失真！可以寻求第三方软件！！！

3.3.2 listen 监听端口

监听sock 等于监听本机

 listen 80;   //设置监听地址和端口

注意：listen 80之间没有写IP地址的话，就是默认本机所有IP地址的80端口都监听。

一台机器可以有四块网卡，每块网卡对应一个IP地址。

3.3.3 域名

 server_name  www.wxj.org;

3.3.4 root

root指令类似于追加

 location /cxk {
     root /data/cxk;   //系统上的路径,相当于是/data/cxk/cxk/index.html
     index  index.html index.htm;   //先找index.html,没有的话 再找index.htm
 }
 # error_page 404 /404.html;      //两个都没有的话，就报错。

查看错误日志：

 tail -f /apps/nginx/logs/error.log

3.3.5 虚拟主机（实验）⭐⭐⭐⭐

nginx 主配置文件里面内容太多，可以在子配置文件里面设置！

实验目的：用一台服务器做两个站点：电脑端和手机端

先在主配置文件中，设置子配置文件的路径：

 [root@7-1 nginx]#  vim /apps/nginx/conf/nginx.conf
 http{
     include /apps/nginx/conf.d/*.conf;   //注意：不要忘记加结束符
 [root@7-1 nginx]#  cd /apps/nginx
 [root@7-1 nginx]#  mkdir conf.d
 [root@7-1 nginx]#  cd conf.d
 [root@7-1 nginx]#  nginx -s reload

设置电脑端：PC

 [root@7-1 conf.d]#  vim pc.conf
 server {
     listen 80;
     server_name www.pc.com;
     root /data/pc/;
 }
 [root@7-1 conf.d]#  nginx -t
 [root@7-1 conf.d]#  nginx -s reload

设置手机端：iphone

 [root@7-1 conf.d]#  cp pc.conf iphone.conf
 [root@7-1 conf.d]#  vim iphone.conf
 server {
     listen 80;
     server_name www.iphone.com;
     root /data/iphone/;
 }
 [root@7-1 conf.d]#  nginx -t
 [root@7-1 conf.d]#  nginx -s reload

新建文件及准备页面

 [root@7-1 data]#  cd pc
 [root@7-1 pc]#  echo "this is 电脑端PC" >index.html
 [root@7-1 pc]#  cd ..
 [root@7-1 data]#  cd iphone
 [root@7-1 iphone]#  echo "this is 手机端iphone" >index.html

对面服务器验证：

 [root@7-2 ~]#  vim /etc/hosts
 192.168.125.100  www.pc.com  www.iphone.com
 [root@7-2 ~]#  curl www.pc.com
 this is 电脑端PC
 [root@7-2 ~]#  curl www.iphone.com
 this is 手机端iphone    //实验成功

3.3.6 alias 别名

 location /cxk{
     alias /data/;    //访问/cxk等于访问/data
 }
 nginx -s reload
 cd /data
 echo data > index.html
 最后，用对面的服务器去验证！

如果配置一模一样的话，优先级按照字母顺序读取。

3.3.7 location 去匹配（重点中的重点）

 #语法规则：
 location [ = | ~ | ~* | ^~ ] url { ... }

匹配规则：

先看写法和含义，判断能不能匹配
再看优先级，判断具体匹配哪一个

3.3.7.1 五种写法及其含义

写法	样式	含义
=	location = /cxk	精确匹配，必须一模一样，一字不差，一旦匹配成功，就不会继续往下匹配
^~	location ^~ /cxk	以什么开头、（起始于什么），一旦匹配成功，就不会继续去找下面的正则表达式
~（波浪符）	location ~ /cxk	开启正则，区分大小写
~*	location ~* /cxk	开启正则，不区分大小写
不带符号	location /cxk	前面不加符号，也是起始于什么什么的意思，但是优先级最低

3.3.7.2 优先级

 #匹配优先级从高到低：
 =，  ^~,   ~/~*,  不带符号

3.3.7.3 不区分大小写案例

 location ~* /A.?.jpg$ {
     root /opt/nginx
 }
 
 /A.?.jpg$ 拆分：
     /（第一个） :根
     A.？      :代表A后面的字符，出现0次或者1次
     .        :对点进行转义
     jpg$      :以jpg结尾

示例：

 ######格式种空格有问题，复制要注意#######
 location = /1.jpg {
    root /data/nginx/static1;
    index index.html;
  }
  location /1.jpg {
    root /data/nginx/static2;
    index index.html;
 }
  location ~* .(gif|jpg|jpeg|bmp|png|tiff|tif|ico|wmf|js)$ {
    root /data/nginx/static3;
    index index.html;
  }

 [root@centos8 ~]# mkdir -p /data/nginx/static{1,2,3}
 #上传图片到 /data/nginx/static{1,2,3} 并重启nginx访问测试

注意：不区分大小写，nginx系统不能识别。使用上述命令时，要准备一份小写文件、一份大写文件。

3.3.8 access 控制访问

控制访问可以用两种方式：

用户名和密码
匹配IP地址

四层控制：网络层

 location / {
     deny  192.168.1.1;
     allow 192.168.1.0/24;
     allow 10.1.1.0/16;
     allow 2001:0db8::/32;
     deny  all;
 }

3.3.9 htpasswd

验证模块需要输入用户名和密码

 htpasswd -c  文件路径 姓名             交互式生成密码
 htpasswd -bc 文件路径 姓名 密码         直接将密码跟在后面 
 
 -c  代表新建用户名和密码对应的文件
 -b  将密码跟在用户名后

nginx没有自己的密码生成工具，要用apache的：

 yum install httpd-tools -y

一起来了解nginx吧~