基本介绍Nginx是一款轻量级的 Web服务器 / 反向代理服务器 / 电子邮件(IMAP/POP3)代理服务器,主要的优点是:
基础使用Windows版基本命令 # 启动# 建议使用第一种,第二种会使窗口一直处于执行中,不能进行其他命令操作C:\server\nginx-1.19.2> start nginxC:\server\nginx-1.19.2> nginx.exe# 停止# stop是快速停止nginx,可能并不保存相关信息;quit是完整有序的停止nginx,并保存相关信息C:\server\nginx-1.19.2> nginx.exe -s stopC:\server\nginx-1.19.2> nginx.exe -s quit# 重载Nginx# 当配置信息修改,需要重新载入这些配置时使用此命令C:\server\nginx-1.19.2> nginx.exe -s reload# 重新打开日志文件C:\server\nginx-1.19.2> nginx.exe -s reopen# 查看Nginx版本C:\server\nginx-1.19.2> nginx -v# 查看配置文件是否正确C:\server\nginx-1.19.2> nginx -t 简单Demo
效果如图所示: Nginx在架构体系中的作用
网关网关:可以简单的理解为用户请求和服务器响应的关口,即面向用户的总入口 网关可以拦截客户端所有请求,对该请求进行权限控制、负载均衡、日志管理、接口调用监控等,因此无论使用什么架构体系,都可以使用Nginx作为最外层的网关 虚拟主机虚拟主机的定义:虚拟主机是一种特殊的软硬件技术,它可以将网络上的每一台计算机分成多个虚拟主机,每个虚拟主机可以独立对外提供 www 服务,这样就可以实现一台主机对外提供多个 web 服务,每个虚拟主机之间是独立的,互不影响的。 通过 Nginx 可以实现虚拟主机的配置,Nginx 支持三种类型的虚拟主机配置
表现形式其实大家多见过,即: # 每个 server 就是一个虚拟主机http { # ... server{ # ... } # ... server{ # ... }} 路由在Nginx的配置文件中,我们经常可以看到这样的配置: location / { #....} location在此处就起到了路由的作用,比如我们在同一个虚拟主机内定义两个不同的路由,如下: location / { proxy_pass https://www.baidu.com/;}location /api { proxy_pass https://apinew./user_api/v1/user/get?aid=2608&user_id=1275089220013336¬_self=1; } 效果如下:
因为路由的存在,为我们后续解决跨域问题提供了一定的思路,同时配置内容和API接口等更加方便 PS:路由的功能非常强大,支持正则匹配 正向与反向代理此处额外解释一下proxy_pass的含义 在Nginx中配置proxy_pass代理转发时,如果在proxy_pass后面的url加 /,表示绝对根路径; 如果没有/,表示相对路径 正向代理
反向代理
共同点
区别
静态服务器静态服务器是Nginx的强项,使用非常容易,在默认配置下本身就是指向了静态的HTML界面,如: location / { root html; index index.html index.htm;} 所以前端同学们,如果构建好了界面,可以进行相应的配置,把界面指向目标文件夹中即可,root指的是html文件夹 负载均衡负载均衡功能是Nginx另一大杀手锏,一共有5种方式,着重介绍一下。 轮询每个请求按时间顺序逐一分配到不同的后端服务器,如果后端服务器down掉,能自动剔除,配置如下: upstream tomcatserver { server 192.168.0.1; server 192.168.0.2;} 轮询策略是默认的负载均衡策略 指定权重即在轮询的基础之上,增加权重的概念,weight和访问比率成正比,用于后端服务器性能不均的情况,配置如下: upstream tomcatserver { server 192.168.0.1 weight=1; server 192.168.0.2 weight=10;} IP Hash每个请求按访问ip的hash结果分配,这样每个访客固定访问一个后端服务器,可以解决session的问题,配置如下: upstream tomcatserver { ip_hash; server 192.168.0.14:88; server 192.168.0.15:80;} fair第三方提供的负载均衡策略,按后端服务器的响应时间来分配请求,响应时间短的优先分配,生产环境中有各种情况可能导致响应时间波动,需要慎用 upstream tomcatserver { server server1; server server2; fair;} url_hash第三方提供的负载均衡策略,按访问url的hash结果来分配请求,使每个url定向到同一个后端服务器 upstream tomcatserver { server squid1:3128; server squid2:3128; hash $request_uri; hash_method crc32;} Nginx的模块化设计先来看看Nginx模块架构图: 这5个模块由上到下重要性一次递减。 (1)核心模块; 核心模块是Nginx服务器正常运行必不可少的模块,如同操作系统的内核。它提供了Nginx最基本的核心服务。像进程管理、权限控制、错误日志记录等; (2)标准HTTP模块; 标准HTTP模块支持标准的HTTP的功能,如:端口配置,网页编码设置,HTTP响应头设置等; (3)可选HTTP模块; 可选HTTP模块主要用于扩展标准的HTTP功能,让Nginx能处理一些特殊的服务,如:解析GeoIP请求,SSL支持等; (4)邮件服务模块; 邮件服务模块主要用于支持Nginx的邮件服务; (5)第三方模块; 第三方模块是为了扩展Nginx服务器应用,完成开发者想要的功能,如:Lua支持,JSON支持等;
Nginx的请求处理流程基于上文中的Nginx模块化结构,我们很容易想到,在请求的处理阶段也会经历诸多的过程,Nginx 将各功能模块组织成一条链,当有请求到达的时候,请求依次经过这条链上的部分或者全部模块,进行处理,每个模块实现特定的功能。 一个 HTTP Request 的处理过程:
Nginx的多进程模型Nginx 在启动后,会有一个 master 进程和多个 worker 进程。 master 进程主要用来管理worker 进程,包括接收来自外界的信号,向各 worker 进程发送信号,监控 worker 进程的运行状态以及启动 worker 进程。 worker 进程是用来处理来自客户端的请求事件。多个 worker 进程之间是对等的,它们同等竞争来自客户端的请求,各进程互相独立,一个请求只能在一个 worker 进程中处理。worker 进程的个数是可以设置的,一般会设置与机器 CPU 核数一致,这里面的原因与事件处理模型有关 Nginx 的进程模型,可由下图来表示: 这种设计带来以下优点: 1) 利用多核系统的并发处理能力 现代操作系统已经支持多核 CPU 架构,这使得多个进程可以分别占用不同的 CPU 核心来工作。Nginx 中所有的 worker 工作进程都是完全平等的。这提高了网络性能、降低了请求的时延。 2) 负载均衡 多个 worker 工作进程通过进程间通信来实现负载均衡,即一个请求到来时更容易被分配到负载较轻的 worker 工作进程中处理。这也在一定程度上提高了网络性能、降低了请求的时延。 3) 管理进程会负责监控工作进程的状态,并负责管理其行为 管理进程不会占用多少系统资源,它只是用来启动、停止、监控或使用其他行为来控制工作进程。首先,这提高了系统的可靠性,当 worker 进程出现问题时,管理进程可以启动新的工作进程来避免系统性能的下降。其次,管理进程支持 Nginx 服务运行中的程序升级、配置项修改等操作,这种设计使得动态可扩展性、动态定制性较容易实现。 Nginx如何解决惊群现象什么是惊群现象? 惊群效应(thundering herd)是指多进程(多线程)在同时阻塞等待同一个事件的时候(休眠状态),如果等待的这个事件发生,那么他就会唤醒等待的所有进程(或者线程),但是最终却只能有一个进程(线程)获得这个时间的“控制权”,对该事件进行处理,而其他进程(线程)获取“控制权”失败,只能重新进入休眠状态,这种现象和性能浪费就叫做惊群效应。 上文中介绍了Nginx的多进程模型,而典型的多进程模型正如文中所说,多个worker进程之间是对等的,因此当一个请求到来的时候,所有进程会同时开始竞争,最终执行的又只有一个,这样势必会造成资源的浪费。 Nginx解决该问题的思路是:不让多个进程在同一时间监听接受连接的socket,而是让每个进程轮流监听,这样当有连接过来的时候,就只有一个进程在监听那肯定就没有惊群的问题。 具体做法是:利用一把进程间锁,每个进程中都尝试获得这把锁,如果获取成功将监听socket加入wait集合中,并设置超时等待连接到来,没有获得锁的进程则将监听socket从wait集合去除。 事件驱动模型和异步非阻塞IO承接上文,我们知道了Nginx的多进程模型后了解到,其工作进程实际上只有几个,但为什么依然能获得如此高的并发性能,当然与其采用的事件驱动模型和异步非阻塞IO的方式来处理请求有关。 Nginx服务器响应和处理Web请求的过程,是基于事件驱动模型的,它包含事件收集器、事件发送器和事件处理器等三部分基本单元,着重关注事件处理器,而一般情况下事件处理器有这么几种办法:
第三种方式,在编写程序代码时,逻辑比前面两种都复杂。大多数网络服务器采用了第三种方式,逐渐形成了所谓的事件驱动处理库。 事件驱动处理库又被称为多路IO复用方法,最常见的包括以下三种:select模型,poll模型和epoll模型。 其中Nginx就默认使用的是epoll模型,同时也支持其他事件模型。 epoll的帮助就在于其提供了一种机制,可以让进程同时处理多个并发请求,不用关心IO调用的具体状态。IO调用完全由事件驱动模型来管理,这样一来,当某个工作进程接收到客户端的请求以后,调用IO进行处理,如果不能立即得到结果,就去处理其他的请求;而工作进程在此期间也无需等待响应,可以去处理其他事情;当IO返回时,epoll就会通知此工作进程;该进程得到通知后,会来继续处理未完的请求 Nginx配置的最佳实践在生产环境或者开发环境中Nginx一般会代理多个虚拟主机,如果把所有的配置文件写在默认的nginx.conf中,看起来会非常臃肿,因此建议将每一个虚拟文件单独放置一个文件夹,Nginx支持这样的配置,如下: http { # 省略中间配置 # 引用该目录下以 .conf 文件结尾的配置 include /etc/nginx/conf.d/*.conf;} 具体文件配置如: # Demoupstream web_pro_testin { server 10.42.46.70:6003 max_fails=3 fail_timeout=20s; ip_hash;}server { listen 80; server_name web.pro.testin.cn; location / { proxy_pass http://web_pro_testin; proxy_redirect off; proxy_set_header Host $host; proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr; } location ~ ^/(WEB-INF)/ { deny all; }} Nginx全量配置参数说明# 运行用户user www-data; # 启动进程,通常设置成和cpu的数量相等worker_processes 6;# 全局错误日志定义类型,[debug | info | notice | warn | error | crit]error_log logs/error.log;error_log logs/error.log notice;error_log logs/error.log info;# 进程pid文件pid /var/run/nginx.pid;# 工作模式及连接数上限events { # 仅用于linux2.6以上内核,可以大大提高nginx的性能 use epoll; # 单个后台worker process进程的最大并发链接数 worker_connections 1024; # 客户端请求头部的缓冲区大小 client_header_buffer_size 4k; # keepalive 超时时间 keepalive_timeout 60; # 告诉nginx收到一个新连接通知后接受尽可能多的连接 # multi_accept on; }#设定http服务器,利用它的反向代理功能提供负载均衡支持http { # 文件扩展名与文件类型映射表义 include /etc/nginx/mime.types; # 默认文件类型 default_type application/octet-stream; # 默认编码 charset utf-8; # 服务器名字的hash表大小 server_names_hash_bucket_size 128; # 客户端请求头部的缓冲区大小 client_header_buffer_size 32k; # 客户请求头缓冲大小 large_client_header_buffers 4 64k; # 设定通过nginx上传文件的大小 client_max_body_size 8m; # 开启目录列表访问,合适下载服务器,默认关闭。 autoindex on; # sendfile 指令指定 nginx 是否调用 sendfile 函数(zero copy 方式)来输出文件,对于普通应用, # 必须设为 on,如果用来进行下载等应用磁盘IO重负载应用,可设置为 off,以平衡磁盘与网络I/O处理速度 sendfile on; # 此选项允许或禁止使用socke的TCP_CORK的选项,此选项仅在使用sendfile的时候使用 #tcp_nopush on; # 连接超时时间(单秒为秒) keepalive_timeout 65; # gzip模块设置 gzip on; #开启gzip压缩输出 gzip_min_length 1k; #最小压缩文件大小 gzip_buffers 4 16k; #压缩缓冲区 gzip_http_version 1.0; #压缩版本(默认1.1,前端如果是squid2.5请使用1.0) gzip_comp_level 2; #压缩等级 gzip_types text/plain application/x-javascript text/css application/xml; gzip_vary on; # 开启限制IP连接数的时候需要使用 #limit_zone crawler $binary_remote_addr 10m; # 指定虚拟主机的配置文件,方便管理 include /etc/nginx/conf.d/*.conf; # 负载均衡配置 upstream mysvr { # 请见上文中的五种配置 } # 虚拟主机的配置 server { # 监听端口 listen 80; # 域名可以有多个,用空格隔开 server_name www.jd.com jd.com; # 默认入口文件名称 index index.html index.htm index.php; root /data/www/jd; # 图片缓存时间设置 location ~ .*.(gif|jpg|jpeg|png|bmp|swf)${ expires 10d; } #JS和CSS缓存时间设置 location ~ .*.(js|css)?${ expires 1h; } # 日志格式设定 #$remote_addr与$http_x_forwarded_for用以记录客户端的ip地址; #$remote_user:用来记录客户端用户名称; #$time_local: 用来记录访问时间与时区; #$request: 用来记录请求的url与http协议; #$status: 用来记录请求状态;成功是200, #$body_bytes_sent :记录发送给客户端文件主体内容大小; #$http_referer:用来记录从那个页面链接访问过来的; log_format access '$remote_addr - $remote_user [$time_local] '$request' ' '$status $body_bytes_sent '$http_referer' ' ''$http_user_agent' $http_x_forwarded_for'; # 定义本虚拟主机的访问日志 access_log /usr/local/nginx/logs/host.access.log main; access_log /usr/local/nginx/logs/host.access.404.log log404; # 对具体路由进行反向代理 location /connect-controller { proxy_pass http://127.0.0.1:88; proxy_redirect off; proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr; # 后端的Web服务器可以通过X-Forwarded-For获取用户真实IP proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for; proxy_set_header Host $host; # 允许客户端请求的最大单文件字节数 client_max_body_size 10m; # 缓冲区代理缓冲用户端请求的最大字节数, client_body_buffer_size 128k; # 表示使nginx阻止HTTP应答代码为400或者更高的应答。 proxy_intercept_errors on; # nginx跟后端服务器连接超时时间(代理连接超时) proxy_connect_timeout 90; # 后端服务器数据回传时间_就是在规定时间之内后端服务器必须传完所有的数据 proxy_send_timeout 90; # 连接成功后,后端服务器响应的超时时间 proxy_read_timeout 90; # 设置代理服务器(nginx)保存用户头信息的缓冲区大小 proxy_buffer_size 4k; # 设置用于读取应答的缓冲区数目和大小,默认情况也为分页大小,根据操作系统的不同可能是4k或者8k proxy_buffers 4 32k; # 高负荷下缓冲大小(proxy_buffers*2) proxy_busy_buffers_size 64k; # 设置在写入proxy_temp_path时数据的大小,预防一个工作进程在传递文件时阻塞太长 # 设定缓存文件夹大小,大于这个值,将从upstream服务器传 proxy_temp_file_write_size 64k; } # 动静分离反向代理配置(多路由指向不同的服务端或界面) location ~ .(jsp|jspx|do)?$ { proxy_set_header Host $host; proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr; proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for; proxy_pass http://127.0.0.1:8080; } }} Nginx还能做什么解决CORS跨域问题思路有两个:
适配 PC 或移动设备根据用户设备不同返回不同样式的站点,以前经常使用的是纯前端的自适应布局,但无论是复杂性和易用性上面还是不如分开编写的好,比如我们常见的淘宝、京东......这些大型网站就都没有采用自适应,而是用分开制作的方式,根据用户请求的 user-agent 来判断是返回 PC 还是 H5 站点 请求限流Nginx按请求速率限速模块使用的是漏桶算法,即能够强行保证请求的实时处理速度不会超过设置的阈值,如: http { limit_req_zone $binary_remote_addr zone=one:10m rate=1r/s; server { location /search/ { limit_req zone=one burst=5 nodelay; } }} 常见问题Q1:Nginx一般用作什么?
Q2:为什么要用Nginx?
Q3:为什么Nginx这么快?如果一个server采用一个进程负责一个request的方式,那么进程数就是并发数。那么显而易见的,就是会有很多进程在等待中。等什么?最多的应该是等待网络传输。 而nginx 的异步非阻塞工作方式正是利用了这点等待的时间。在需要等待的时候,这些进程就空闲出来待命了。因此表现为少数几个进程就解决了大量的并发问题。 nginx是如何利用的呢,简单来说:同样的4个进程,如果采用一个进程负责一个request的方式,那么,同时进来4个request之后,每个进程就负责其中一个,直至会话关闭。期间,如果有第5个request进来了。就无法及时反应了,因为4个进程都没干完活呢,因此,一般有个调度进程,每当新进来了一个request,就新开个进程来处理。 nginx不这样,每进来一个request,会有一个worker进程去处理。但不是全程的处理,处理到什么程度呢?处理到可能发生阻塞的地方,比如向上游(后端)服务器转发request,并等待请求返回。那么,这个处理的worker不会这么傻等着,他会在发送完请求后,注册一个事件:“如果upstream返回了,告诉我一声,我再接着干”。于是他就休息去了。此时,如果再有request 进来,他就可以很快再按这种方式处理。而一旦上游服务器返回了,就会触发这个事件,worker才会来接手,这个request才会接着往下走。 由于web server的工作性质决定了每个request的大部份生命都是在网络传输中,实际上花费在server机器上的时间片不多。这是几个进程就解决高并发的秘密所在。
Q4:什么是正向代理和反向代理
Q5:Nginx负载均衡的算法有哪些?
Q6:Nginx如何解决的惊群现象?
Q7:Nginx为什么不用多线程模型?
Q8:Nginx压缩功能有什么坏处吗?
Q9:Nginx有几种进程模型?
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