深入理解nginx

Nginx深入理解

1. 什么是nginx

2. nginx的优势

2.1 IO多路复用epoll（IO复用）

如何理解呢？举个例子吧！
有A、B、C三个老师，他们都遇到一个难题，要帮助一个班级的学生解决课堂作业。
老师A采用从第一排开始一个学生一个学生轮流解答的方式去回答问题，老师A浪费了很多时间，并且有的学生作业还没有完成呢，老师就来了，反反复复效率极慢。
老师B是一个忍者，他发现老师A的方法行不通，于是他使用了影分身术，分身出好几个自己同一时间去帮好几个同学回答问题，最后还没回答完，老师B消耗光了能量累倒了。
老师C比较精明，他告诉学生，谁完成了作业举手，有举手的同学他才去指导问题，他让学生主动发声，分开了“并发”。
这个老师C就是Nginx。

2.2 轻量级

• 功能模块少 - Nginx仅保留了HTTP需要的模块，其他都用插件的方式，后天添加
• 代码模块化 - 更适合二次开发，如阿里巴巴Tengine

2.3 CPU亲和力

把CPU核心和Nginx工作进程绑定，把每个worker进程固定在一个CPU上执行，减少切换CPU的cache miss，从而提高性能。

3. 安装教程

参考博客 linux中nginx的安装

4. 常用功能

4.1 HTTP代理，反向代理

nginx作为web服务器的最常用的功能之一，尤其是反向代理

• 代理：通过客户机的配置，实现让一台服务器代理客户机，客户的所有请求都交给代理服务器处理。
• 反向代理：用一台服务器，代理真实服务器，用户访问时，不再是访问真实服务器，而是代理服务器。

nginx可以当做反向代理服务器来使用：

• 我们需要提前在nginx中配置好反向代理的规则，不同的请求，交给不同的真实服务器处理
• 当请求到达nginx，nginx会根据已经定义的规则进行请求的转发，从而实现路由功能

​ Nginx在做反向代理时，提供性能稳定，并且能够提供配置灵活的转发功能。Nginx可以根据不同的正则匹配，采取不同的转发策略，比如图片文件结尾的走文件服务器，动态页面走web服务器，只要你正则写的没问题，又有相对应的服务器解决方案，你就可以随心所欲的玩。并且Nginx对返回结果进行错误页跳转，异常判断等。如果被分发的服务器存在异常，他可以将请求重新转发给另外一台服务器，然后自动去除异常服务器。

4.2 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。

上3个图，理解这三种负载均衡算法的实现

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。

4.3 静态资源WEB服务

4.3.1.静态资源类型

非服务器动态运行生成的文件，换句话说，就是可以直接在服务器上找到对应文件的请求

1. 浏览器端渲染：HTML,CSS,JS
2. 图片：JPEG,GIF,PNG
3. 视频：FLV,MPEG
4. 文件：TXT，任意下载文件

4.3.2.静态资源服务场景-CDN

什么是CDN？例如一个北京用户要请求一个文件，而文件放在的新疆的资源存储中心，如果直接请求新疆距离太远，延迟久。使用nginx静态资源回源，分发给北京的资源存储中心，让用户请求的动态定位到北京的资源存储中心请求，实现传输延迟的最小化

nginx静态资源配置

配置域：http、server、location
#文件高速读取
http {
     sendfile   on;
}
#在 sendfile 开启的情况下，开启 tcp_nopush 提高网络包传输效率
#tcp_nopush 将文件一次性一起传输给客户端，就好像你有十个包裹，快递员一次送一个，来回十趟，开启后，快递员讲等待你十个包裹都派件，一趟一起送给你
http {
     sendfile   on;
     tcp_nopush on;
}
#tcp_nodelay 开启实时传输，传输方式与 tcp_nopush 相反，追求实时性，但是它只有在长连接下才生效
http {
     sendfile   on;
     tcp_nopush on;
     tcp_nodelay on;
}

#将访问的文件压缩传输 （减少文件资源大小，提高传输速度）
#当访问内容以gif或jpg结尾的资源时
location ~ .*.(gif|jpg)$ {
    gzip on; #开启
    gzip_http_version 1.1; #服务器传输版本
    gzip_comp_level 2; #压缩比，越高压缩越多，压缩越高可能会消耗服务器性能
    gzip_types   text/plain application/javascript application/x-javascript text/javascript text/css application/xml application/xml+rss image/jpeg image/gif image/png;     #压缩文件类型
    root /opt/app/code;     #对应目录（去该目录下寻找对应文件）
}

#直接访问已压缩文件
#当访问路径以download开头时，如www.baidu.com/download/test.img
#去/opt/app/code目录下寻找test.img.gz文件，返回到前端时已是可以浏览的img文件
location ~ load^/download {
    gzip_static on #开启;
    tcp_nopush on;
    root /opt/app/code;
}

4.3 web缓存

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。

5. nginx配置文件结构

5.1 nginx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。

5.2 实例配置

下文为一个配置文件,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           
        } 
    }
}

以上内容参考 菜鸟教程等技术博客