一、nginx简介
1.什么是 nginx
Nginx 是高性能的 HTTP 和反向代理的 web 服务器，处理高并发能力十分强大，能经受高负载的考验，有报告表明能支持高达 50,000 个并发连接数。其特点是占有内存少，并发能力强。
2.Nginx 作为 web 服务器
Nginx 可以作为静态页面的 web 服务器，同时还支持 CGI 协议的动态语言，比如 perl、php 等。但是不支持 java。Java 程序只能通过与 tomcat 配合完成。Nginx可以对不同的文件做不同的缓存处理，配置灵活，并且支持FastCGI_Cache，主要用于对FastCGI的动态程序进行缓存。配合着第三方的ngx_cache_purge，对制定的URL缓存内容，可以的进行增删管理。
3. 正向代理
如果把局域网外的 Internet 想象成一个巨大的资源库，则局域网中的客户端要访问 Internet，则需要通过代理服务器来访问，这种代理服务就称为正向代理。
简单一点：通过代理服务器来访问服务器的过程就叫正向代理。需要在客户端配置代理服务器进行指定网站访问。
4.反向代理
反向代理，其实客户端对代理是无感知的，因为客户端不需要任何配置就可以访问。
我们只需要将请求发送到反向代理服务器，由反向代理服务器去选择目标服务器获取数据后，再返回给客户端，此时反向代理服务器和目标服务器对外就是一个服务器，暴露的是代理服务器地址，隐藏了真实服务器 IP 地址。
5.负载均衡
早期的系统相对单一，并发请求相对较少，成本也低。但是随着信息数量的不断增长，访问量和数据量的飞速增长，以及系统业务的复杂 度增加，这种架构会造成服务器相应客户端的请求日益缓慢，并发量特别大的时候，还容易造成服务器直接崩溃。很明显这是由于服务器性能的瓶颈造成的问题，那么如何解决这种情况呢？
我们首先想到的可能是升级服务器的配置，比如提高 CPU 执行频率，加大内存等提高机器的物理性能来解决此问题，但是我们知道摩尔定律的日益失效，硬件的性能提升已经不能满足日益提升的需求了。最明显的一个例子，天猫双十一当天，某个热销商品的瞬时访问量是极其庞大的，那么类似上面的系统架构，将机器都增加到现有的顶级物理配置，都是不能够满足需求的。那么怎么办呢？上面提到的增加服务器物理配置来解决问题的办法，也就是说纵向解决问题的办法行不通了，那么横向增加服务器的数量呢？这时候集群的概念产生了，单个服务器解决不了，我们增加服务器的数量，然后将请求分发到各个服务器上，将原先请求集中到单个服务器上的情况改为将请求分发到多个服务器上，将负载分发到不同的服务器，也就是我们所说的负载均衡。Nginx提供的负载均衡策略有2种：内置策略和扩展策略。内置策略为轮询，加权轮询，Ip hash。扩展策略，就天马行空，只有你想不到的没有他做不到的啦，你可以参照所有的负载均衡算法，给他一一找出来做下实现。
Ip hash算法，对客户端请求的ip进行hash操作，然后根据hash结果将同一个客户端ip的请求分发给同一台服务器进行处理，可以解决session不共享的问题。
6.动静分离
为了加快网站的解析速度，可以把动态页面和静态页面由不同的服务器来解析，加快解析速度。降低原来单个服务器的压力。
二、Nginx 的安装
我不会，你肯定行！
在 windows 系统中访问虚拟机中的 nginx，默认不能访问的，因为防火墙问题 ，先关闭防火墙，开放访问的端口号，再去访问昂！
三、 Nginx 的原理
1. mater 和 worker
- nginx 启动后，是由两个进程组成的。master（管理者）和worker（工作者）
- 一个 nginx 只有一个master。但可以有多个worker
- 过来的请求由master管理，worker进行争抢式的方式去获取请求。
2.master-workers 的机制的好处
首先，对于每个 worker 进程来说，独立的进程，不需要加锁，所以省掉了锁带来的开销，同时在编程以及问题查找时，也会方便很多。
可以使用 nginx –s reload 热部署，利用 nginx 进行热部署操作
其次，采用独立的进程，互相之间不会影响，一个进程退出后，其它进程还在工作，服务不会中断，master 进程则很快启动新的 worker 进程。当然，worker 进程的异常退出，肯定是程序有 bug 了，异常退出，会导致当前 worker 上的所有请求失败，不过不会影响到所有请求，所以降低了风险。
3.设置多少个 worker
Nginx 同 redis 类似都采用了 io 多路复用机制，每个 worker 都是一个独立的进程，但每个进程里只有一个主线程，通过异步非阻塞的方式来处理请求，即使是千上万个请求也不在话下。每个 worker 的线程可以把一个 cpu 的性能发挥到极致。所以 worker 数和服务器的 cpu 数相等是最为适宜的。设少了会浪费 cpu，设多了会造成 cpu 频繁切换上下文带来的损耗。
# worker 数和服务器的 cpu 数相等是最为适宜
4.连接数 worker_connection
一、一个请求，占用了 woker 的几个连接数？
答案：2 或者 4 个
二、nginx 有一个 master，有四个 woker，每个 woker 支持最大的连接数 1024，支持的最大并发数是多少？
普通的静态访问最大并发数是： worker_connections * worker_processes /2，
而如果是 HTTP 作为反向代理来说，最大并发数量应该是 worker_connections * worker_processes/4。
这个值是表示每个 worker 进程所能建立连接的最大值，所以一个 nginx 能建立的最大连接数，应该是 worker_connections * worker_processes。当然，这里说的是最大连接数，对于 HTTP 请求本地资源来说，能够支持的最大并发数量是 worker_connections * worker_processes，如果是支持 http1.1 的浏览器每次访问要占两个连接，所以普通的静态访问最大并发数是： worker_connections * worker_processes /2，而如果是 HTTP 作为反向代理来说，最大并发数量应该是 worker_connections * worker_processes/4。因为作为反向代理服务器，每个并发会建立与客户端的连接和与后端服务的连接，会占用两个连接。
四、 Nginx 常用命令和配置文件
1. Nginx常用命令
# 使用nginx操作命令前提：必须进入到nginx的自动生成目录(不是安装目录)的下/sbin文件夹下
cd /usr/local/nginx/sbin/
./nginx -v # 查看 nginx 的版本号
./nginx # 启动 nginx
./nginx -s stop # 关闭nginx
./nginx -s quit # 安全退出
./nginx -s reload # 重新加载配置文件
ps aux|grep nginx # 查看nginx进程
2. Nginx配置文件
nginx 配置文件结构
... #全局块
events { #events块
...
}
http #http块
{
... #http全局块
server #server块
{
... #server全局块
location [PATTERN] #location块
{
...
}
location [PATTERN]
{
...
}
}
server
{
...
}
... #http全局块
}
1、全局块：配置影响nginx全局的指令。一般有运行nginx服务器的用户组，nginx进程pid存放路径，日志存放路径，配置文件引入，允许生成worker process数等。
2、events块：配置影响nginx服务器或与用户的网络连接。有每个进程的最大连接数，选取哪种事件驱动模型处理连接请求，是否允许同时接受多个网路连接，开启多个网络连接序列化等。
3、http块：可以嵌套多个server，配置代理，缓存，日志定义等绝大多数功能和第三方模块的配置。如文件引入，mime-type定义，日志自定义，是否使用sendfile传输文件，连接超时时间，单连接请求数等。
4、server块：配置虚拟主机的相关参数，一个http中可以有多个server。
5、location块：配置请求的路由，以及各种页面的处理情况。
配置文件位置/usr/local/nginx/conf/nginx.conf ，配置文件中有很多注释，精简之后的内容如下（方便解释在配置里加了注释）：
# 第一部分：全局块
# 从配置文件开始到 events 块之间的内容，主要会设置一些影响 nginx 服务器整体运行的配置指令，主要包括配置运行 Nginx 服务器的用户（组）、允许生成的 worker process 数，进程 PID 存放路径、日志存放路径和类型以及配置文件的引入等。
worker_processes 1; # 这是 Nginx 服务器并发处理服务的关键配置，worker_processes 值越大，可以支持的并发处理量也越多，但是 会受到硬件、软件等设备的制约。
# 第二部分：events块
# events 块主要影响 Nginx 服务器与用户的网络连接，常用的设置包括是否开启对多 work process 下的网络连接进行序列化，是否允许同时接收多个网络连接，选取哪种事件驱动模型来处理连接请求，每个 work process 可以同时支持的最大连接数等。这部分的配置对 Nginx 的性能影响较大，在实际中应该灵活配置。
events {
worker_connections 1024; # 每个 work process 支持的最大连接数为 1024
}
# 第三部分：http 块
# 这算是 Nginx 服务器配置中最频繁的部分，代理、缓存和日志定义等绝大多数功能和第三方模块的配置都在这里。http 块也可以包括 http全局块、server 块。
# http 全局块配置的指令包括文件引入、MIME-TYPE 定义、日志自定义、连接超时时间、单链接请求数上限等。
# server 块和虚拟主机有密切关系，虚拟主机从用户角度看，和一台独立的硬件主机是完全一样的，该技术的产生是为了节省互联网服务器硬件成本。
# 每个 http 块可以包括多个 server 块，而每个 server 块就相当于一个虚拟主机。而每个 server 块也分为全局 server 块，以及可以同时包含多个 locaton 块。
# 全局 server 块最常见的配置是本虚拟机主机的监听配置和本虚拟主机的名称或IP配置。
# location 块的主要作用是基于 Nginx 服务器接收到的请求字符串（例如 server_name/uri-string），对虚拟主机名称 （也可以是IP 别名）之外的字符串（例如前面的 /uri-string）进行匹配，对特定的请求进行处理。 地址定向、数据缓存和应答控制等功能，还有许多第三方模块的配置也在这里进行。一个 server 块可以配置多个 location 块。
http {
include mime.types;
default_type application/octet-stream;
sendfile on;
keepalive_timeout 65;
server {
listen 80;
server_name localhost;
location / {
root html;
index index.html index.htm;
}
error_page 500 502 503 504 /50x.html;
location = /50x.html {
root html;
}
}
}
下面给大家上一个配置文件，作为理解:
########### 每个指令必须有分号结束。#################
# user administrator administrators; # 配置用户或者组，默认为nobody nobody。
# worker_processes 2; # 允许生成的进程数，默认为1
# pid /nginx/pid/nginx.pid; # 指定nginx进程运行文件存放地址
error_log log/error.log debug; # 制定日志路径，级别。这个设置可以放入全局块，http块，server块，级别以此为：debug|info|notice|warn|error|crit|alert|emerg
events {
accept_mutex on; # 设置网路连接序列化，防止惊群现象发生，默认为on
multi_accept on; # 设置一个进程是否同时接受多个网络连接，默认为off
#use epoll; # 事件驱动模型，select|poll|kqueue|epoll|resig|/dev/poll|eventport
worker_connections 1024; # 最大连接数，默认为512
}
http {
include mime.types; # 文件扩展名与文件类型映射表
default_type application/octet-stream; # 默认文件类型，默认为text/plain
#access_log off; # 取消服务日志
log_format myFormat '$remote_addr–$remote_user [$time_local] $request $status $body_bytes_sent $http_referer $http_user_agent $http_x_forwarded_for'; # 自定义格式
access_log log/access.log myFormat; # combined为日志格式的默认值
sendfile on; # 允许sendfile方式传输文件，默认为off，可以在http块，server块，location块。
sendfile_max_chunk 100k; # 每个进程每次调用传输数量不能大于设定的值，默认为0，即不设上限。
keepalive_timeout 65; # 连接超时时间，默认为75s，可以在http，server，location块。
upstream mysvr {
server 127.0.0.1:7878;
server 192.168.10.121:3333 backup; # 热备
}
error_page 404 https://www.baidu.com; # 错误页
server {
keepalive_requests 120; # 单连接请求上限次数。
listen 4545; # 监听端口
server_name 127.0.0.1; # 监听地址
location ~*^.+$ { # 请求的url过滤，正则匹配，~为区分大小写，~*为不区分大小写。
# root path; # 根目录
# index vv.txt; # 设置默认页
proxy_pass http://mysvr; # 请求转向mysvr 定义的服务器列表
deny 127.0.0.1; # 拒绝的ip
allow 172.18.5.54; # 允许的ip
}
}
}
# 上面是nginx的基本配置，需要注意的有以下几点：
# 几个常见配置项：
1.$remote_addr 与 $http_x_forwarded_for 用以记录客户端的ip地址；
2.$remote_user ：用来记录客户端用户名称；
3.$time_local ： 用来记录访问时间与时区；
4.$request ： 用来记录请求的url与http协议；
5.$status ： 用来记录请求状态；成功是200；
6.$body_bytes_s ent ：记录发送给客户端文件主体内容大小；
7.$http_referer ：用来记录从那个页面链接访问过来的；
8.$http_user_agent ：记录客户端浏览器的相关信息；
# 惊群现象：一个网路连接到来，多个睡眠的进程被同时叫醒，但只有一个进程能获得链接，这样会影响系统性能。
# 每个指令必须有分号结束。
3.Nginx代理服务的配置说明
1、上面我们在http模块中有下面的配置，当代理遇到状态码为404时，我们把404页面导向百度。
error_page 404 https://www.baidu.com; # 错误页
然而这个配置，细心的朋友可以发现他并没有起作用。
如果我们想让他起作用，我们必须配合着下面的配置一起使用
proxy_intercept_errors on; # 如果被代理服务器返回的状态码为400或者大于400，设置的error_page配置起作用。默认为off。
2、如果我们的代理只允许接受get，post请求方法的一种
proxy_method get; # 支持客户端的请求方法。post/get；
3、设置支持的http协议版本
proxy_http_version 1.0 ; # Nginx服务器提供代理服务的http协议版本1.0，1.1，默认设置为1.0版本
4、如果你的nginx服务器给2台web服务器做代理，负载均衡算法采用轮询，那么当你的一台机器web程序iis关闭，也就是说web不能访问，那么nginx服务器分发请求还是会给这台不能访问的web服务器，如果这里的响应连接时间过长，就会导致客户端的页面一直在等待响应，对用户来说体验就打打折扣，这里我们怎么避免这样的情况发生呢。这里我配张图来说明下问题。
如果负载均衡中其中web2发生这样的情况，nginx首先会去web1请求，但是nginx在配置不当的情况下会继续分发请求道web2，然后等待web2响应，直到我们的响应时间超时，才会把请求重新分发给web1，这里的响应时间如果过长，用户等待的时间就会越长。
下面的配置是解决方案之一。
proxy_connect_timeout 1; # nginx服务器与被代理的服务器建立连接的超时时间，默认60秒
proxy_read_timeout 1; # nginx服务器想被代理服务器组发出read请求后，等待响应的超时间，默认为60秒。
proxy_send_timeout 1; # nginx服务器想被代理服务器组发出write请求后，等待响应的超时间，默认为60秒。
proxy_ignore_client_abort on; # 客户端断网时，nginx服务器是否终端对被代理服务器的请求。默认为off。
5、如果使用upstream指令配置了一组服务器作为被代理服务器，服务器中的访问算法遵循配置的负载均衡规则，同时可以使用该指令配置在发生哪些异常情况时，将请求顺次交由下一组服务器处理。
proxy_next_upstream timeout; # 反向代理upstream中设置的服务器组，出现故障时，被代理服务器返回的状态值。error|timeout|invalid_header|http_500|http_502|http_503|http_504|http_404|off
error：建立连接或向被代理的服务器发送请求或读取响应信息时服务器发生错误。
timeout：建立连接，想被代理服务器发送请求或读取响应信息时服务器发生超时。
invalid_header: 被代理服务器返回的响应头异常。
off: 无法将请求分发给被代理的服务器。
http_400，....: 被代理服务器返回的状态码为400，500，502，等。
6、如果你想通过http获取客户的真是ip而不是获取代理服务器的ip地址，那么要做如下的设置。
proxy_set_header Host $host; # 只要用户在浏览器中访问的域名绑定了 VIP VIP 下面有RS；则就用$host ；host是访问URL中的域名和端口 www.taobao.com:80
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr; # 把源IP 【$remote_addr,建立HTTP连接header里面的信息】赋值给X-Real-IP;这样在代码中 $X-Real-IP来获取 源IP
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for; # 在nginx 作为代理服务器时，设置的IP列表，会把经过的机器ip，代理机器ip都记录下来，用 【，】隔开；代码中用 echo $x-forwarded-for |awk -F, '{print $1}' 来作为源IP
7、下面是我的一个关于代理配置的配置文件部分，仅供参考。
include mime.types; # 文件扩展名与文件类型映射表
default_type application/octet-stream; # 默认文件类型，默认为text/plain
# access_log off; # 取消服务日志
log_format myFormat ' $remote_addr–$remote_user [$time_local] $request $status $body_bytes_sent $http_referer $http_user_agent $http_x_forwarded_for'; # 自定义格式
access_log log/access.log myFormat; # combined为日志格式的默认值
sendfile on; # 允许sendfile方式传输文件，默认为off，可以在http块，server块，location块。
sendfile_max_chunk 100k; # 每个进程每次调用传输数量不能大于设定的值，默认为0，即不设上限。
keepalive_timeout 65; # 连接超时时间，默认为75s，可以在http，server，location块。
proxy_connect_timeout 1; # nginx服务器与被代理的服务器建立连接的超时时间，默认60秒
proxy_read_timeout 1; # nginx服务器想被代理服务器组发出read请求后，等待响应的超时间，默认为60秒。
proxy_send_timeout 1; # nginx服务器想被代理服务器组发出write请求后，等待响应的超时间，默认为60秒。
proxy_http_version 1.0 ; # Nginx服务器提供代理服务的http协议版本1.0，1.1，默认设置为1.0版本。
# proxy_method get; # 支持客户端的请求方法。post/get；
proxy_ignore_client_abort on; # 客户端断网时，nginx服务器是否终端对被代理服务器的请求。默认为off。
proxy_ignore_headers "Expires" "Set-Cookie"; # Nginx服务器不处理设置的http相应投中的头域，这里空格隔开可以设置多个。
proxy_intercept_errors on; # 如果被代理服务器返回的状态码为400或者大于400，设置的error_page配置起作用。默认为off。
proxy_headers_hash_max_size 1024; # 存放http报文头的哈希表容量上限，默认为512个字符。
proxy_headers_hash_bucket_size 128; # nginx服务器申请存放http报文头的哈希表容量大小。默认为64个字符。
proxy_next_upstream timeout; # 反向代理upstream中设置的服务器组，出现故障时，被代理服务器返回的状态值。error|timeout|invalid_header|http_500|http_502|http_503|http_504|http_404|off
# proxy_ssl_session_reuse on; 默认为on，如果我们在错误日志中发现“SSL3_GET_FINSHED:digest check failed”的情况时，可以将该指令设置为off。
4.Nginx负载均衡详解
第一节中说了nginx有哪些中负载均衡算法。这一节我就给如和操作配置的给大家做详细说明下。
首先给大家说下upstream这个配置，这个配置是写一组被代理的服务器地址，然后配置负载均衡的算法。这里的被代理服务器地址有2种写法。
upstream mysvr {
server 192.168.10.121:3333;
server 192.168.10.122:3333;
}
server {
....
location ~*^.+$ {
proxy_pass http://mysvr; # 请求转向mysvr 定义的服务器列表
}
upstream mysvr {
server http://192.168.10.121:3333;
server http://192.168.10.122:3333;
}
server {
....
location ~*^.+$ {
proxy_pass mysvr; # 请求转向mysvr 定义的服务器列表
}
然后，就来点实战的东西。
1、热备：如果你有2台服务器，当一台服务器发生事故时，才启用第二台服务器给提供服务。服务器处理请求的顺序：AAAAAA突然A挂啦，BBBBBBBBBBBBBB.....
upstream mysvr {
server 127.0.0.1:7878;
server 192.168.10.121:3333 backup; # 热备
}
2、轮询：nginx默认就是轮询其权重都默认为1，服务器处理请求的顺序：ABABABABAB....
upstream mysvr {
server 127.0.0.1:7878;
server 192.168.10.121:3333;
}
3、加权轮询：跟据配置的权重的大小而分发给不同服务器不同数量的请求。如果不设置，则默认为1。下面服务器的请求顺序为：ABBABBABBABBABB....
upstream mysvr {
server 127.0.0.1:7878 weight=1;
server 192.168.10.121:3333 weight=2;
}
4、ip_hash:nginx会让相同的客户端ip请求相同的服务器。
upstream mysvr {
server 127.0.0.1:7878;
server 192.168.10.121:3333;
ip_hash;
}
到这里你是不是感觉nginx的负载均衡配置特别简单与强大，那么还没完，咱们继续哈，这里扯下蛋。
关于nginx负载均衡配置的几个状态参数讲解。
- down，表示当前的server暂时不参与负载均衡。
- backup，预留的备份机器。当其他所有的非backup机器出现故障或者忙的时候，才会请求backup机器，因此这台机器的压力最轻。
- max_fails，允许请求失败的次数，默认为1。当超过最大次数时，返回proxy_next_upstream 模块定义的错误。
- fail_timeout，在经历了max_fails次失败后，暂停服务的时间。max_fails可以和fail_timeout一起使用。
upstream mysvr {
server 127.0.0.1:7878 weight=2 max_fails=2 fail_timeout=2;
server 192.168.10.121:3333 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=1;
}