Nginx 是一款优秀的开源软件，支持在 FreeBSD、Linux、Windows、macOS 等多种操作系统平台下编译及运行。CentOS 拥有良好的系统结构和工具软件生态环境，是一款基于 Linux 的非常流行的发行版本。CentOS 源自 RedHat 企业版，按照 Linux 的开源协议编译而成，在稳定性及技术的可持续性方面完全可以代替 RedHat 企业版，因此我们选择将CentOS 作为本教程的操作系统环境。
1.编译环境准备
1)操作系统的准备
Nginx 是一款优秀的开源软件，是运行在操作系统上的应用程序，因此 Nginx 的性能依赖于操作系统及其对底层硬件的管理机制，为了使 Nginx 在运行时发挥最大的性能，需要对操作系统的服务配置和参数做一些调整。系统服务配置可用如下方式实现。
①系统服务安装
CentOS 可用最小化安装，安装完毕后，用如下命令补充工具。
yum -y install epel-release # 安装扩展工具包yum源 yum install net-tools wget nscd lsof # 安装工具
②DNS 缓存
编辑 /etc/resolv.conf 配置 DNS 服务器，打开 NSCD 服务，缓存 DNS，提高域名解析响应速度。
systemctl start nscd.service # 启动NSCD服务 systemctl enable nscd.service
③修改文件打开数限制
操作系统默认单进程最大打开文件数为 1024，要想实现高并发，可以把单进程的文件打开数调整为 65536。
echo "* soft nofile 65536 # *号表示所用用户 * hard nofile 65536" >>/etc/security/limits.conf
注：更详细的文件数限制参考以下链接：https://www.cnblogs.com/lizexiong/p/13219456.html
2)Linux 内核参数
Linux 系统是通过 proc 文件系统实现访问内核内部数据结构及改变内核参数的，proc 文件系统是一个伪文件系统，通常挂载在 /proc 目录下，可以通过改变 /proc/sys 目录下文件中的值对内核参数进行修改。
/proc/sys 目录下的目录与内核参数类别如下表所示。
| 目录 | 内核参数类别 |
| fs | 文件系统 |
| kernel | CPU、进程 |
| net | 网络 |
| vm | 内存 |
Linux 系统环境下，所有的设备都被看作文件来进行操作，建立的网络连接数同样受限于操作系统的最大打开文件数。最大打开文件数会是系统内存的 10%（以 KB 来计算），称为系统级限制，可以使用sysctl -a | grep fs.file-max命令查看系统级别的最大打开文件数。
同时，内核为了不让某个进程消耗掉所有的文件资源，也会对单个进程最大打开文件数做默认值处理，称之为用户级限制，默认值一般是 1024，使用ulimit -n命令可以查看用户级文件描述符的最大打开数。
Nginx 是一款 Web 服务器软件，通过系统层面的网络优化可以提升 HTTP 数据传输的效率。HTTP 协议是基于 TCP/IP 通信协议传递数据的，了解 TCP 建立连接（三次握手）及进行数据传输的机制是优化网络相关内核参数的基础。相关术语说明如下。
-
- SYN：建立连接标识；
- ACK：确认接收标识；
- FIN：关闭连接标识；
- seq：当前数据包编号，在实际传输过程中，数据会被拆成多个数据包传输给接收端，接收端再通过该编号将多个数据包拼接为完整的数据；
- ack：确认号，为上一个数据包的编号 +1。
TCP 建立连接并进行数据传输的流程如下图所示，具体说明如下。
-
- Client（下图中 ① 的位置）主动将请求报文（SYN=1，初始编号 seq=x）发送给 Server，将自己的状态更改为 SYN_SENT；
- Server（下图中 ② 的位置）返回确认报文（SYN=1，ACK=1，确认号 ack=x+1，初始编号 seq=y），将自己的状态更改为 SYN_RCVD；
- Client（下图中 ③ 的位置）返回确认报文（ACK=1，确认号 ack=y+1，编号 seq=x+1）给 Server，将自己的状态更改为 ESTABLISHED；
- Server（下图中 ③ 的位置）收到确认报文后，将自己的状态更改为 ESTABLISHED，并与 Client 实现数据传输。
图：TCP建立连接
数据传输完毕后，TCP 关闭连接流程如下图所示，具体说明如下。
-
- 发起端（下图中 ① 的位置）主动将连接关闭报文（FIN=1，编号 seq=u）发送给响应端，将自己的状态更改为 FIN_WAIT_1；
- 响应端（下图中 ② 的位置）返回确认报文（ACK=1，确认号 ack=u+1，编号 seq=v）给发起端，将自己的状态更改为 CLOSE_WAIT；
- 发起端（下图中 ② 的位置）收到确认报文后，将自己的状态更改为 FIN_WAIT_2，等待响应端发送连接释放报文；
- 响应端（下图中 ③ 的位置）发送连接释放报文（FIN=1，ACK=1，编号 seq=w，确认号 ack=u+1）给发起端，将自己的状态更改为 LAST-ACK；
- 发起端（下图中 ④ 的位置）收到连接释放报文后，发送确认报文（ACK=1，seq=u+1，ack=w+1）给响应端，将自己的状态更改为 TIME_WAIT，系统会在等待 2 倍MSL（Maximum Segment Lifetime）时间后关闭连接，释放资源；
- 响应端（下图中 ④ 的位置）收到确认报文后，关闭连接，释放资源；
- 关闭连接的动作不限于 Client 和 Server，不同角色都可作为发起端主动发起关闭连接的请求；
- 有时发起端也可以在下图中 ① 发送 reset 报文给响应端，不经过 ②、③、④ 步骤立刻关闭连接。
图：TCP关闭连接
CentOS 操作系统支持通过配置 sysctl.conf 文件中相关内核参数的方式实现对 proc/sys 目录下文件内容的调整。
2.Nginx源码编译
1)Nginx源码获取
Nginx源码可通过官网直接下载，源码获取命令如下：
mkdir -p /opt/data/source cd /opt/data/source wget http://nginx.org/download/nginx-1.17.4.tar.gz tar zxmf nginx-1.17.4.tar.gz
2)编译配置参数
编译 Nginx 源码文件时，首先需要通过编译配置命令 configure 进行编译配置。编译配置命令 configure 的常用编译配置参数如下表所示。
| 编译配置参数 | 默认值/默认编译状态 | 参数说明 |
| --prefix=PATH | /usr/local | 编译后代码的安装目录 |
| --with-select_module | 不编译 | 编译 select I/O 事件机制模块，在不支持 Nginx 默认 I/O 事件机制的操作系统下自动编译该模块 |
| --without-select_module | 编译 | 不编译 select I/O 事件机制模块 |
| --with-poll_module | 不编译 | 编译 poll/O 事件机制模块，在不支持 Nginx 默认 I/O 事件机制的操作系统下自动编译该模块 |
| --without-poll_module | 编译 | 不编译 poll I/O 事件机制模块 |
| --with-threads | 不编译 | 启用线程池支持 |
| --with-file-aio | 不编译 | 启用 AIO 支持 |
| --with-http_ssl_module | 不编译 | 编译 SSL 模块 |
| --with-http_v2_module | 不编译 | 编译 HTTP/2 模块 |
| --with-http_realip_module | 不编译 | 编译 HTTP 的真实 IP 模块 |
| --with-http_addition_module | 不编译 | 编译响应内容追加模块 |
| --with-http_xslt_module | 不编译 | 编译 XSLT 样式表转换模块 |
| --with-http_xslt_module=dynamic | -- | 动态编译 XSLT 样式表转换 XML 响应模块 |
| --with-http_image_filter_module | 编译 | 编译图像转换模块 |
| --with-http_image_filter_module=dynamic | -- | 动态编译图像转换模块 |
| --with-http_geoip_module | 编译 | 编译客户端 IP 解析城市地址模块 |
| --with-http_geoip_module=dynamic | -- | 动态编译客户端 IP 解析城市地址模块 |
| --with-http_sub_module | 不编译 | 编译字符串替换模块 |
| --with-http_dav_module | 不编译 | 编译 WebDAV 协议支持模块 |
| --with-http_flv_module | 不编译 | 编译 FLV 文件伪流媒体服务器支持模块 |
| --with-http_mp4_module | 不编译 | 编译 MP4 文件伪流媒体服务器支持模块 |
| --with-http_gunzip_module | 不编译 | 编译 gzip 压缩兼容模块 |
| --with-http_gzip_static_module | 不编译 | 编译发送 gz 预压缩文件数据模块 |
| --with-http_auth_request_module | 不编译 | 编译请求认证模块 |
| --with-http_random_index_module | 不编译 | 编译随机首页模块 |
| --with-http_secure_link_module | 不编译 | 编译请求连接安全检查模块 |
| --with-http_degradation_module | 不编译 | 编译内存不足响应模块 |
| --with-http_slice_module | 不编译 | 编译文件切片模块 |
| --with-http_stub_status_module | 不编译 | 编译运行状态模块 |
| --without-http_charset_module | 编译 | 不编译字符集转换模块 |
| --without-http_gzip__module | 编译 | 不编译 gzip 方式压缩输出模块 |
| --without-http_ssi_module | 编译 | 不编译 SSI 支持模块 |
| --without-http_userid_module | 编译 | 不编译 cookie 操作模块 |
| --without-http_access_module | 编译 | 不编译基于 IP 的访问控制模块 |
| --without-http_auth_basic_module | 编译 | 不编译 HTTP 基本认证模块 |
| --without-http_mirror_module | 编译 | 不编译访问镜像模块 |
| --without-http_autoindex_module | 编译 | 不编译自动目录索引模块 |
| --without-http_geo_module | 编译 | 不编译根据客户 IP 创建变量模块 |
| --without-http_map_module | 编译 | 不编译变量映射模块 |
| --without-http_split_clients_module | 编译 | 不编译自定义客户请求分配模块 |
| --without-http_referer_module | 编译 | 不编译 referer 操作模块 |
| --without-http_rewrite_module | 编译 | 不编译 rewrite 规则模块 |
| --without-http_proxy_module | 编译 | 不编译代理功能模块 |
| --without-http_fastcgi_modul | 编译 | 不编译 FastCGI 支持模块 |
| --without-http_uwsgi_module | 编译 | 不编译 uWSGI 支持模块 |
| --without-http_scgi_module | 编译 | 不编译 SCGI 支持模块 |
| --without-http_grpc_module | 编译 | 不编译 gRPC 支持模块 |
| --without-http_memcached_module | 编译 | 不编译 Memcached 服务访问模块 |
| --without-http_limit_conn_module | 编译 | 不编译并发连接数控制模块 |
| --without-http_limit_req_module | 编译 | 不编译单 IP 请求数限制模块 |
| --without-http_empty_gif_module | 编译 | 不编译空 GIF 图片模块 |
| --without-http_browser_module | 编译 | 不编译客户端浏览器识别模块 |
| --without-http_upstream_hash_module | 编译 | 不编译 hash 负载均衡算法模块 |
| --without-http_upstream_ip_hash_module | 编译 | 不编译 HTTP 协议 ip-hash 负载均衡模块 |
| --without-http_upstream_least_conn_module | 编译 | 不编译最少连接数算法负载均衡模块 |
| --without-http_upstream_random_module | 编译 | 不编译随机选择算法负载均衡模块 |
| --without-http_upstream_keepalive_module | 编译 | 不编译负载均衡后端长连接支持模块 |
| --without-http_upstream_zone_module | 编译 | 不编译负载均衡共享内存支持模块 |
| --with-http_perl_module | 不编译 | 编译 Perl 脚本支持模块 |
| --with-http_perl_module=dynamic | -- | 动态编译 Perl 脚本支持模块 |
| --with-stream | 不编译 | 编译 TCP/UDP 代理模块 |
| --with-stream=dynamic | -- | 动态编译 TCP/UDP 代理模块 |
| --with-stream_ssl_module | 不编译 | 编译 TCP/UDP 代理 SSL 支持模块 |
| --with-stream_realip_module | 不编译 | 编译 TCP/UDP 代理真实 IP 模块 |
| --with-stream_geoip_module | 不编译 | 编译地域信息解析模块 |
| --with-stream_geoip_module=dynamic | -- | 动态编译地域信息解析模块 |
| --with-stream_ssl_preread_module | 不编译 | 编译 TCP/UDP 代理的 SSL 预处理模块 |
对于上表，有以下三点说明。
-
- TCMalloc 是谷歌开源的一个内存管理分配器，优于 Glibc 的 malloc 内存管理分配器；
- upstream 是被代理服务器组的 Nginx 内部标识，通常称为上游服务器；
- 开启 pcre JIT 支持，可以提升处理正则表达式的速度。
如上表所示，具有带--with前缀的编译配置参数的模块都不会被默认编译，若要使用该功能模块，需要使用提供的编译配置参数进行编译配置。相反，具有带--without前缀的编译配置参数的模块都会被默认编译，如果不想使用某个功能模块，在进行编译配置时添加带有--without前缀的参数即可。此处只列出了常用功能的编译配置参数，也可以通过编译配置命令的帮助参数获得更多的编译配置参数。
./configure --help
3)代码编译
安装编译工具及依赖库，脚本如下：
yum -y install gcc pcre-devel zlib-devel openssl-devel libxml2-devel libxslt-devel gd-devel GeoIP-devel jemalloc-devel libatomic_ops-devel perl-devel perl-ExtUtils-Embed
编译所有功能模块，脚本如下：
./configure --with-threads --with-file-aio --with-http_ssl_module --with-http_v2_module --with-http_realip_module --with-http_addition_module --with-http_xslt_module=dynamic --with-http_image_filter_module=dynamic --with-http_geoip_module=dynamic --with-http_sub_module --with-http_dav_module --with-http_flv_module --with-http_mp4_module --with-http_gunzip_module --with-http_gzip_static_module --with-http_auth_request_module --with-http_random_index_module --with-http_secure_link_module --with-http_degradation_module --with-http_slice_module --with-http_stub_status_module --with-stream=dynamic --with-stream_ssl_module --with-stream_realip_module --with-stream_geoip_module=dynamic --with-stream_ssl_preread_module --with-compat --with-pcre-jit make && make install
4)添加第三方模块
此处只作为示例，可根据具体的需求灵活调整参数配置。编译后，默认安装目录为 /usr/local/nginx。
Nginx 的功能是以模块方式存在的，同时也支持添加第三方开发的功能模块。执行 configure 时，通过--add-module=PATH参数指定第三方模块的代码路径，在 make 时就可以进行同步编译了。
添加第三方静态模块的方法如下：
./configure --add-module=../ngx_http_proxy_connect_module
添加第三方动态模块的方法如下:
./configure --add-dynamic-module=../ngx_http_proxy_connect_module
--with-compat
3.注册Nginx成为系统服务
Nginx 编译安装成功后，为了便于操作维护，建议把 Nginx 执行文件的路径添加到环境变量中，可以通过如下命令完成。
cat >/etc/profile.d/nginx.sh << EOF PATH=$PATH:/usr/local/nginx/sbin EOF source /etc/profile
在 CentOS 操作系统中，配置文件通常放在 /etc 目录下，建议将 Nginx 的 conf 目录软连接到 /etc 目录下。
ln -s /usr/local/nginx/conf /etc/nginx
CentOS 系统环境中使用 systemd 进行系统和服务管理，可以按需守护进程，并通过 systemctl 命令进行 systemd 的监测和控制。为了方便 Nginx 应用进程的维护和管理，此处把 Nginx 注册成系统服务，由 systemd 进行服务管理，命令如下。
cat >/usr/lib/systemd/system/nginx.service <<EOF [Unit] # 记录service文件的通用信息 Description=The Nginx HTTP and reverse proxy server # Nginx服务描述信息 After=network.target remote-fs.target nss-lookup.target # Nginx服务启动依赖，在指定服务之后启动 [Service] # 记录service文件的service信息 Type=forking # 标准UNIX Daemon使用的启动方式 PIDFile=/run/nginx.pid # Nginx服务的pid文件位置 ExecStartPre=/usr/bin/rm -f /run/nginx.pid # Nginx服务启动前删除旧的pid文件 ExecStartPre=/usr/local/nginx/sbin/nginx -t -q # Nginx服务启动前执行配置文件检测 ExecStart=/usr/local/nginx/sbin/nginx -g "pid /run/nginx.pid;" # 启动Nginx服务 ExecReload=/usr/local/nginx/sbin/nginx -t -q # Nginx服务重启前执行配置文件检测 ExecReload=/usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload -g "pid /run/nginx.pid;" # 重启Nginx服务 ExecStop=/bin/kill -s HUP $MAINPID # 关闭Nginx服务 KillSignal=SIGQUIT TimeoutStopSec=5 KillMode=process PrivateTmp=true [Install] # 记录service文件的安装信息 WantedBy=multi-user.target # 多用户环境下启用 EOF systemctl enable nginx # 将Nginx服务注册为系统启动后自动启动 systemctl start nginx # 启动Nginx服务命令 systemctl reload nginx # reload Nginx服务命令 systemctl stop nginx # stop Nginx服务命令 systemctl status nginx # 查看Nginx服务运行状态命令
编译 select I/O 事件机制模块，在不支持 Nginx 默认 I/O 事件机制的操作系统下自动编译该模块