Nginx：
engine X
c10k
主要功能：
1.web服务器：http/https协议的应用；
2.反向代理服务器：
http reverse server
smtp/pop3/imap4 reverse server
3.负载均衡集群
nginx -- apache -- php -- MariaDB
MIME：
major/minor:
text/html, p_w_picpath/jpeg ,..., application/apx
http事务：request <--> response
web resources
一个html文档
一个图片
一个MP3片段
一个视频片段
一个样式表
一个js脚本
一个动态资源
...
URI：
URL：
scheme://host[:port]/path/to/resource
Method：
GET，HEAD
POST
PUT，DELETE(WebDAV)
OPTIONS
TRACE
resource cache
cookie, cookie2, session
request packet:
response packet:
status code:
1xx
2xx：成功类响应状态码，200，OK
3xx：重定向类响应状态码，301,302,304
4xx：客户端错误类响应状态码，403,404
5xx：服务器端错误类响应状态码，502,500
basic，digest认证
MPM：
prefork
worker
event
I/O模型：
阻塞/非阻塞：
关注资源调用者在等待结果返回之前所处的状态；
阻塞：Blocking，调用结果返回之前，调用者会被挂起；闲等待；
非阻塞：Nonblocking，调用结果返回之前，调用者不会被挂起，可以继续调用其他资源；忙等待；
同步/异步：
关注资源返回之后的消息通知的机制；
同步：synchronize，调用者一直等待调用结果；
异步：asynchronize，被调用者通过状态描述，通知或回调等方式通知调用者此次调用结果；
I/O模型：阻塞型，非阻塞型，复用型，信号驱动型，异步；
一次IO请求，通常会分成两个阶段：
第一阶段：数据从磁盘被加载到内核空间；
第二阶段：数据从内核空间被复制到应用程序所在的用户空间；
基于事件(信号)回调机制：
SELECT()：1024；
POLL()：
事件驱动模型的实现：
Linux：epoll，libevent程序包；
FreeBSD：kqueue
Solaris：/dev/poll
Nginx
http://nginx.org
基于nginx的二次开发：tengine，openresty
nginx [engine x] is an HTTP and reverse proxy server, a mail proxy server, and a generic TCP/UDP proxy server, originally written by Igor Sysoev. For a long time, it has been running on many heavily loaded Russian sites including Yandex, Mail.Ru, VK, and Rambler. According to Netcraft, nginx served or proxied 29.38% busiest sites in September 2017. Here are some of the success stories: Dropbox, Netflix, Wordpress.com, FastMail.FM.
基本http服务特性：
1.支持基于缓存的反向代理；负载均衡和故障倒换；
2.基于FastCGI, uwsgi, SCGI反代，可以将缓存存放于memcached servers；支持负载均衡和故障倒换；
3.模块化结构和强大的过滤器机制；
4.SSL和TLS
5.http/2.0
其他的http服务特性：
1.支持虚拟主机(名称，端口，IP地址(无实际作用))；
2.支持长连接；
3.支持URL重写；
4.支持流媒体
5.对客户端响应限速；
详情请见：http://nginx.org/en/
回顾：
IO模型：
阻塞型，非阻塞型，IO复用型，信号驱动型，异步型；
nginx特性：
Nginx(2)
Nginx的程序结构：
master/worker
一个master进程：负责加载配置文件，管理worker进程；
配置的平滑升级
一个或多个worker进程：
处理并响应客户端请求；
cache：
cache loader
cache manager
nginx的功能：
1.静态的web资源服务器；
2.结合FastCGI,uwsgi,SCGI等协议反代动态资源请求；(lnmp, lamt)
3.http/https协议的反向代理；
4.smtp/pop3/imap4协议的反向代理；
5.通用的tcp/udp反向代理；
注意：nginx所有的功能的实现都必须通过模块进行；而nginx可以根据指令或这相关功能，自动加载模块；
nginx的模块类型：
核心模块：core module
标准功能模块：
Standard HTTP modiles
Optional HTTP modules
Mail modules
Stream mudules
third party modules
nginx的安装和配置：
安装：
rpm包：
官方的预制安装包：http://nginx.org/packages/centos/
EPEL源的安装包；
编译：
1.注意需要安装好编译环境；
2.openssl-devel，pcre-devel，libenvent-devel，...
3.~]# ./configure --prefix=/usr/local/nginx --sbin-path=/usr/sbin/nginx --conf-path=/etc/nginx/nginx.conf --error-log-path=/var/log/nginx/error.log --http-log-path=/var/log/nginx/access.log --pid-path=/var/run/nginx.pid --lock-path=/var/lock/subsys/nginx.lock --user=nginx --group=nginx --with-http_ssl_module --with-http_v2_module --with-http_dav_module --with-threads --with-file-aio --with-http_stub_status_module
4.make -j 4 && make install
注意：启动服务需要事先创建nginx用户和nginx组；
配置：
配置的组成部分：
主配置文件：/etc/nginx/nginx.conf
片段配置文件：/etc/nginx/conf/*.conf(编译安装的默认没有，可以在主配置文件中指定)
模块配置文件:
与fcgi，uwsgi，SCGI相关的配置文件
mime.types：所有的nginx支持的mime类型；
主配置文件的配置指令：
context：上下文，指令的容器或者是指令的生效范围；
derective：指令，能够发挥nginx功能或特性的配置信息；
注意：
1.所有的指令都必须以";"结尾；
2.所有的上下文都必须使用"{}"括选起来，而且不需要使用";"结尾；
3.在设置指令时可以使用配置变量；
由模块包含并引入：内置变量
由用户引入：自定义变量
定义变量：
set var_name value;
引用变量：
$var_name
获得帮助，参考http://nginx.org/en/docs
主配置文件的结构：
全局配置段，主配置段：
main block
http相关配置
http{
context{ ... }
directive value;
...
}
mail相关配置
mail{
...
}
全局配置段的常用指令和上下文：
user nginx;
worker_processes 3;
pid /var/run/nginx.pid;
events {
worker_connections 1024;
}
http相关配置的常用指令和上下文：
include /etc/nginx/conf/*.conf;
sendfile on;
keepalive_timeout 65;
keepalive_request 100;
server {
listen 80;
server_name www.qhdlink.com;
include /etc/nginx/conf/*.conf;
root /myweb/vhost1
location {
root html; //相对路径是相对于nginx的安装目录而言的；
alias /bbs/ /forum/
}
}
server {
listen 8080:
server_name web.qhdlink.com;
root /myweb/vhost2;
}
全局配置段常用指令的详解：
正常服务运行必备的配置指令；
1.user user [group];
Context: main
功能：用于指定运行worker子进程的用户和组；
2.pid file;
Context: main
功能：用于指定存放nginx的master进程编号的文件的路径；
3.worker_rlimit_nofile number;
Context: main
功能：每个worker进程所能打开的文件数量的最大值；
也可以通过修改/etc/security/limits.conf完成此设置；
优化性能相关的配置指令；
4.worker_processes number | auto;
Context: main
功能：worker进程的启动数量；通常不要设置的比cpu核心数多；
5.worker_cpu_affinity cpumask ...;
worker_cpu_affinity auto [cpumask];
Context: main
功能：设置每个CPU核心和worker进程的亲缘性；
cpumask：0001 0010 0100 1000；
6.worker_priority number;
Context: main
number：[-20,19]
功能：设置每个worker进程启动时候的nice值；
用于调试和定位问题相关的配置指令；
7.daemon on | off;
Context: main
是否以独立守护进程的方式启动nginx；通常是在开发时选择使用；
8.master_process on | off;
Context: main
是否以master/worker模型启动nginx进程；
9.error_log file [level];
Context: main, http, mail, stream, server, location
功能：定义错误日志文件的位置和记录日志的日志级别；
10.thread_pool name threads=number [max_queue=number];
Context: main
功能：定义线程池的名称，线程的数量以及每个线程的后援队列长度；
默认有32个线程，队列长度为65536；
回顾：
IO模型：阻塞式，非阻塞式，IO复用，信号驱动式的IO，异步(AIO)
nginx：
master/worker
cache loader/cache manager
模块化架构：
核心模块
标准功能模块
第三方模块
配置文件：
主配置文件：/etc/nginx/nginx.conf
片段配置文件：include file;
主配置文件的结构：
全局配置段，主配置段(main)
events {
...
}
Context: main
在events上下文中可以使用的指令：
11.worker_connections number;
功能：每个worker进程所能够打开的并发连接的最大连接数；默认是512；
当前系统中所能够响应的最大并发连接数：
worker_connections * worker_processes
12.use method;
指明并发连接请求处理时使用的方法；epoll
use epoll;
注意：此指令不需要明确指定，因为nginx会选择最有效的方法；
13.accept_mutex on | off;
当此功能启用时，表示可以让多个worker进程依次轮流响应新请求，
http相关配置
http {
...
}
在http上下文中可以用到的指令：
1.定义虚拟主机及套接字相关功能指令：
server {
...
}
server上下文中专用的指令：
1) server_name name ...;
指定虚拟主机名称；后面可以使用空白字符分隔多个主机名；
主机名可以支持使用"*"匹配任意长度的任意字符；
主机名还可以支持使用~起始的正则表达式模式字符串；
2) listen address[:port] [default_server] [ssl] [http2 | spdy] [backlog=number] [rcvbuf=size] [sndbuf=size]
listen port [default_server] [ssl] [http2 | spdy]
listen unix:path [default_server] [ssl] [http2 | spdy]
default_server：默认虚拟主机的设定；
ssl：支持https；
http2：支持http/2.0；
spdy：支持Google的spdy功能；
backlog=number：设定后援队列的长度；
rcvbuf=size：接收缓冲大小；
sndbuf=size：发送缓冲大小；
示例：
listen 127.0.0.1:8000;
listen 127.0.0.1;
listen 8000;
listen *:8000;
listen localhost:8000;
3) root path;
Context: http, server, location, if in location
功能：设置web资源的路径映射；用于指定用户请求的URL所对应的本地文件系统中的资源所在的目录的路径；
path：可以是绝对路径；也可以是相对路径；
相对路径是相对nginx的安装目录而言的；
4) location [ = | ~ | ~* | ^~ ] uri { ... }
location @name { ... }
Context: server, location
功能：根据用户请求的URI来匹配此处定义的location；当匹配到时，此请求将被响应的location上下文中的指令处理；
=：表示用户请求的URI与此处location定义的URI必须精确匹配；
~：表示用户请求的URI与此处location定义的URI通过指定的正则表达式进行匹配，字母大小写敏感；
~*：表示用户请求的URI与此处location定义的URI通过指定的正则表达式进行匹配，字母大小写不敏感；
^~：对用户请求的URI的左半部分做匹配检查，字母大小写不敏感；
URI：URL中除去主机名的部分：
URL：http://www.qhdlink.com/index.html
URI：/index.html
匹配优先级：= , ^~ , ~/~* , 不带符号；
5) alias path;
Context: location
功能：定义路径映射的别名，文档资源映射的机制；
root和alias的区别：
用户请求的URL：http://172.16.72.2/p_w_picpaths/1.jpg
location /p_w_picpaths {
root /myweb;
}
被请求资源的服务器文件系统中的存放路径：/myweb/p_w_picpaths/1.jpg;
location /p_w_picpaths {
alias /myweb;
}
被请求资源的服务器文件系统中的存放路径：/myweb/1.jpg;
总结：
root指令：将用户请求的URI追加至root指令所指定的路径之后，作为此次请求的资源所在的文件系统路径；
alias指令：将用户请求的URI用root指令所指定的路径替换，作为此次请求的资源所在的文件系统路径；
注意：在nginx/1.12.1中，URI和root的参数都不能在最后加"/"；
6) index file ...;
Context: http, server, location
功能：定义默认主页的文件名；
file：是一个文件名或者由空白字符隔开的多个文件名；
2.error_page code ... [=[response]] uri;
Context: http, server, location, if in location
功能：根据用户请求的资源的http协议的响应状态码实现错误页面的重定向；
示例：
error_page 404 =200 /404.html;
location = /404.html {
root /myweb/error-page;
}
3.与长连接相关的指令：
keepalive_disable none | browser ...;
Context: http, server, location
功能：对于某些浏览器禁用长连接功能；
keepalive_requests number;
Context: http, server, location
功能：通过设置最大请求数量的方式管理长连接；即，只要在长连接上接收到的用户请求达到最大限制值，则关闭此长连接；
keepalive_timeout timeout [header_timeout];
Context: http, server, location
功能：通过设置最大空闲时间的方式管理长连接；即，只要该长连接在指定时间内没有收到任何请求，则关闭此长连接；
4.send_timeout time;
Context: http, server, location
功能：向客户端发送响应报文的超时时长；通常指两次成功的写操作之间的间隔时长；如果在此时间内，客户端没有收到响应报文，则关闭连接；
5.client_body_buffer_size size;
Context: http, server, location
功能：用于设置客户端请求报文中的body部分的缓冲区的大小；默认为16K，如果要缓存的body超过了此限制，则会将其临时保存于磁盘的文件中；
client_body_temp_path path [level1 [level2 [level3]]];
Context: http, server, location
功能：用于设定存储客户端请求报文中的body部分的临时存储路径，以及此临时目录中子目录的结构；
示例：client_body_temp_path /var/tmp/client_body 2 1 2
按照示例的设置，可以在/var/tmp/client_body目录创建以2位16进制数字命名的256个一级子目录；在所有的256个一级子目录中，还可以随机创建出以一个十六进制数字命名的二级子目录；在所有的二级子目录中，还以随机创建出以2位16进制数字命名的三级子目录；每一个三级子目录中都会存放一个用户请求的body的内容；
6.limit_rate rate;
Context: http, server, location, if in location
功能：限制响应给客户端的传输速率，单位是Bytes/second，0表示无限制；
location /download {
root /;
limit_rate 20480;
}
7.limit_except method ... { ... }
Context: location
功能：设置可以使用指定的请求方法之外的其他方法的客户端；
在此上下文中，需要使用allow及deny指令；
8.allow address | CIDR | unix: | all;
deny address | CIDR | unix: | all;
Context: http, server, location, limit_except
功能：对指定的客户端进行访问控制；
注意：
1) 只有放置与limit_except上下文中，才表示是否允许指定客户端使用什么样的HTTP方法；
2) 如果放置于其他的上下文中，则表示对该上下文所包含的web资源的访问控制；
3) 规则的匹配顺序：按照书写顺序依次检查，直到第一个匹配项；
192.168.0.0/16
172.16.0.0/12
CIDR: Classless Inter-Domain Routing, 无类域间路由；超网
9.AIO和DirectIO
aio on | off | threads[=pool];
Context: http, server, location
功能：是否启用aio功能；
directio size | off;
Context: http, server, location
功能：是否启用directio，如果启用，使用多大的空间来定义directio；
10.文件描述符缓存：
open_file_cache off;
open_file_cache max=N [inactive=time];
在系统中打开的文件较多的时候，nginx可以缓存以下三种信息来提升系统的性能：
1) 文件描述符、文件大小和最近一次修改的时间；
2) 打开的目录的结构；
3) 没有找到的或者没有权限访问的文件相关信息；
max=N：可缓存的缓存项的数量的上限；当缓存的数量达到上限之后，通常会使用LRU(Least Recently Used)算法实现缓存清理；
inactive=time：缓存项的超时时长，在此处指定的时长内没有被再次使用(命中)的缓存元素，即为非活动项；
open_file_cache_errors on | off;
功能：在查找资源时出错，此类错误信息是否缓存；
open_file_cache_min_uses number;
功能：在open_file_cache指令中的inactive参数所指定的时间范围内，缓存的元素至少要被再次使用(命中)的次数；
open_file_cache_valid time;
功能：缓存有效性检查的频率；默认值是60s；
11.stub_status;
Context: server, location
功能：用于输出nginx的基本状态信息；
location /ngx-status {
stub_status;
}
通过浏览器浏览http://host/ngx-status
Active connections: 1
server accepts handled requests
5191 5191 5045
Reading: 0 Writing: 1 Waiting: 0
Active connections: 处于活动状态的客户端连接数量，包括waiting状态的连接；
accepts：当前服务器已经接受的客户端请求的总量；
handled：当前服务器已经处理完成的客户端请求的总量；
requests：客户端发送到当前服务器的请求的总量；包括被服务期重定向的
Reading：处于正在被读取报文首部的客户端请求的总量；
Writing：处于正在向客户端发送响应报文过程的连接的总量；
Waiting：处于等待客户端发送请求的空闲连接数；
12.valid_referers none | blocked | server_names | string ...;
Context: server, location
功能：定义合法的Referer数据；
none：在请求报文的首部中没有Referer字段；
blocked：在请求报文的首部中有Referer字段，但没有值；
server_name：在请求报文的首部中的Referer字段的值是主机名；
arbitrary string：任意字符串(直接字符串)，其中可以使用"*"做通配符；
regular expression：被指定的正则表达式模式匹配到的字符串，一般要是有"~"起始；
示例：
location / {
valid_referers none blocked server_name *.qhdlink.com ~\.qhlink\.
if ($invalid_referer) {
return 403;
}
}
Nginx(4)
13.ngx_http_ssl_module
1) ssl on | off;
Context: http, server
功能：是否启用给定虚拟主机的https协议；
相当于：listen 443 ssl；
2) ssl_certificate file;
Context: http, server
功能：当前虚拟主机使用的PEM格式的证书文件的路径；
3) ssl_certificate_key file;
Context: http, server
功能：当前虚拟主机上与其证书匹配的私钥文件的路径；
4) ssl_session_cache off | none | [builtin[:size]] [shared:name:size];
Context: http, server
功能：是否开启ssl的会话缓存，如果开启，选择哪种类型及使用多少存储空间；
为了避免内存碎片，建议使用shared类型；
5) ssl_session_timeout time;
Context: http, server
功能：客户端连接可以复用ssl会话缓存中缓存的ssl参数的有效时长；默认5分钟；
6) ssl_protocols [SSLv2] [SSLv3] [TLSv1] [TLSv1.1] [TLSv1.2] [TLSv1.3];
Context: http, server
功能：nginx服务器能够兼容的协议的版本；默认是[TLSv1] [TLSv1.1] [TLSv1.2]；
14.ngx_http_log_module
The ngx_http_log_module module writes request logs in the specified format.
1) access_log path [format [buffer=size] [gzip[=level]] [flush=time] [if=condition]];
access_log off;
Context: http, server, location, if in location, limit_except
功能：是否记录访问日志；如果记录，以何种格式记录；缓冲区大小的设定，是否压缩存储并指明压缩等级；刷新日志文件的时间；
2) log_format name [escape=default|json] string ...;
Context: http
功能：定义存储访问日志的格式；
combined格式示例：
log_format combined '$remote_addr - $remote_user [$time_local] ' '"$request" $status $body_bytes_sent ' '"$http_referer" "$http_user_agent"';
3) open_log_file_cache max=N [inactive=time] [min_uses=N] [valid=time];
open_log_file_cache off;
Context: http, server, location
功能：是否启用访问日志文件的文件描述符缓存机制；
max=N：缓存中缓存的文件描述符的最大数量；
inactive：非活动时长；默认10秒；
min_uses：在inactive的时间内，缓存中的缓存条目最少被命中的次数；默认值1；
valid：验证缓存中的缓存条目是否有效的时间周期；默认60秒；
15.ngx_http_rewrite_module
The ngx_http_rewrite_module module is used to change request URI using PCRE regular expressions, return redirects, and conditionally select configurations.
URL重新就是指：根据PCRE的正则表达式来修改请求的URI，返回重定向信息，并且根据指定的条件选择配置内容；
www.qhdlink.com --> www.ql.com
1) rewrite regex replacement [flag];
Context: server, location, if
功能：将用户请求的URI基于regex所描述的模式进行匹配检测，匹配到时将其替换为replacement指定的URI；
注意：
1.在同一上下文中存在多个rewrite规则时，会自上而下逐个检测并匹配；对于客户端发送的每个请求，都要做检查匹配，其中隐藏了一个循环机制；可以利用flag来控制循环的方式；
2.如果replacement是以http://或者https://开头的，替换的结果会直接以重定向的方式返回给客户端；状态码为301；否则，状态码为302；
例子：
http://www.qdhlink.com --> http://www.ql.com
3xx：重定向类的状态码
301：永久重定向
302：临时重定向
[flag]：
last：重写完成后停止对当前的URI在当前的location中后续的其他重写操作后启动新一轮的匹配检查；重启循环；
break：重写完成后，立刻停止对当前location中的rewrite规则的匹配检查，转而执行后续的其他配置；结束循环；
redirect：临时重定向，重写完成后以临时重定向方式向客户端返回重写后的URI，由客户端重新请求；不以http://或https:开头的URI的重写；
permanent：永久重定向，重写完成后以永久重定向方式向客户端返回重写后的URI，由客户端重新请求；以http://或https:开头的URI的重写；
示例：
location / {
root html;
index index.html index.htm;
rewrite ^/epel http://172.16.72.101;
rewrite ^/(.*\.(jpg|jpeg|gif|png))$ http://172.16.72.1/p_w_picpaths/$1;
rewrite ^/(.*)\.htm$ /$1.html;
}
2) return code [text];
return code URL;
return URL;
Context: server, location, if
功能：停止处理所有的后续的请求，直接给客户端返回一个指定的状态码或URL；
3) if (condition) { ... }
Context: server, location
功能：引入一个新的上下文并且在其中完成条件判断；如果条件满足，执行if上下文中的配置指令；
condition：
比较操作符：
==
!=
~：模式匹配，区分字符大小写；
~*：模式匹配，不区分字符大小写；
!~：
!~*
文件及目录的存在性判断：
-e, !-e：存在与否
-f, !-f：存在且是普通文件与否；
-d, !-d：
...
-x, !-x：
16.ngx_http_fastcgi_module
1) fastcgi_pass address;
nginx通过反代机制，将php请求反代至address标明的服务器上；
2) fastcgi_index name;
fastcgi默认反代的主页资源；
3) fastcgi_param parameter value [if_not_empty];
向后端php服务器传递参数；
fastcgi的缓存相关内容：
1) fastcgi_cache_path path [levels=levels] keys_zone=name:size [inactive=time] [max_size=size]
Context: http
level：缓存的目录结构及文件数量，最多3级，每级最对2个16进制数字，用":"分隔
1:2:2
keys_zone：内存中缓存空间的名称及大小；
max_size：磁盘上用于缓存数据的缓存空间大小；
inactive：缓存的最大时长；
2) fastcgi_cache zone | off;
调用指定的缓存空间缓存数据；
3) fastcgi_cache_key string;
定义用户缓存项的key的字符串；
4) fastcgi_cache_min_uses number;
用户请求的内容被请求多少次才会加入缓存；
5) fastcgi_cache_valid [code ...] time;
对于不同的响应码的响应数据设置缓存时间；
注意：
设置缓存的时候使用fastcgi_cache_path指令；
调用缓存时，至少应该使用下列几个指令：
fastcgi_cache
fastcgi_cache_key
fastcgi_cache_valid
示例：
http上下文的配置：
fastcgi_cache_path /var/cache/nginx/fastcgi_cache levels=1:2:1 keys_zone=fcgicache:10m max_size=1g;
location上下文的配置：
location ~ \.php$ {
root html;
fastcgi_pass 127.0.0.1:9000;
fastcgi_index index.php;
fastcgi_param SCRIPT_FILENAME /usr/local/nginx/html/$fastcgi_script_name;
include fastcgi_params;
fastcgi_cache fcgicache;
fastcgi_cache_key $request_uri;
fastcgi_cache_valid 200 5m;
fastcgi_cache_valid 301 302 1m;
fastcgi_cache_valid 403 404 1m;
}