nginx基本原理介绍

目录

代理与反向代理

代理服务器的作用

反向代理服务器的作用

nginx的作用

nginx的工作过程

nginx的事件驱动机制

epoll库

nginx的详细配置

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代理与反向代理

代理服务器是位于客户端和原始服务器的一台中间服务器，为了从原始服务器获取到内容，客户端向代理服务器发送一个请求并带上目标服务器（原始服务器），代理服务器在接收到请求后就会将请求转发给原始服务器，并将从原始服务器上获取到的数据返回给客户端，代理服务器是代理的客户端，所以一般客户端是知道代理服务器的存在的，比如就用了代理服务器。

反向代理服务器是位于原始服务器端的服务器，反向代理服务器接受来自互联网的请求，然后将这些请求发送给内网的服务器，并将从内网的服务器获取结果返回给互联网上的客户端，反向代理服务器是代理的服务端，所以客户端是不知道反向代理服务器的存在的，服务端是知道反向代理服务器的。

代理服务器的作用

1. 访问原来无法访问的资源 
2. 用作缓存，加速访问速度 
3. 对客户端访问授权，上网进行认证 
4. 代理可以记录用户访问记录（上网行为管理），对外隐藏用户信息

反向代理服务器的作用

1. 保护内网安全 
2. 负载均衡 
3. 缓存，减少服务器的压力 

nginx的作用

1.反向代理，将多台服务器代理成一台服务器

2.负载均衡，将多个请求均匀的分配到多台服务器上，减轻每台服务器的压力，提高服务的吞吐量

3.动静分离，nginx可以用作静态文件的缓存服务器，提高访问速度

nginx的工作过程

1.在nginx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：接受信号，将信号分发给worker进程，监听worker进程工作状态，当worker进程退出时(非正常)，启动新的worker进程。基本的网络事件会交给worker进程处理。多个worker进程之间是对等的，他们同等竞争来自客户端的请求，各进程互相之间是独立的 。一个请求，只可能在一个worker进程中处理，一个worker进程，不可能处理其它进程的请求。 worker进程的个数是可以设置的，一般我们会设置与机器cpu核数一致，这里面的原因与nginx的进程模型以及事件处理模型是分不开的 。

2.当master接收到重新加载的信号会怎么处理(./nginx -s reload)?，master会重新加载配置文件，然后启动新的进程，使用的新的worker进程来接受请求，并告诉老的worker进程他们可以退休了，老的worker进程将不会接受新的，老的worker进程处理完手中正在处理的请求就会退出。

3.worker进程是如何处理用户的请求呢？首先master会根据配置文件生成一个监听相应端口的socket，然后再faster出多个worker进程，这样每个worker就可以接受从socket过来的消息（其实这个时候应该是每一个worker都有一个socket，只是这些socket监听的地址是一样的）。当一个连接过来的时候，每一个worker都能接收到通知，但是只有一个worker能和这个连接建立关系，其他的worker都会连接失败，这就是所谓的惊群现在，为了解决这个问题，nginx提供一个共享锁accept_mutex，有了这个共享锁后，就会只有一个worker去接收这个连接。当一个worker进程在accept这个连接之后，就开始读取请求，解析请求，处理请求，产生数据后，再返回给客户端，最后才断开连接，这样一个完整的请求就是这样的了。

nginx的事件驱动机制

为什么几个worker进程（每一个worker进程里面其实只有一个主线程）能同时接收上万的请求呢？这是因为nginx事件处理机制是异步非阻塞的。nginx将一个请求划分为多个阶段来异步处理模块，每个阶段只是处理请求的一部分，如果请求的这一部分发生阻塞，nginx不会等待，它会处理其他的请求的某一部分。传统web服务器的每个事件消费者独占一个进程(线程)资源,这种情况对于用户规模较小的情况来说,用户响应速度快,但是当并发规模达到数十万上百万的时候,由于线程(进程)数目过多,会频繁的切换,而且当线程阻塞的时候会进行睡眠,也会造成资源的浪费,这样服务器就会产生瓶颈.

    nginx服务器采用的事件驱动机制不同,他不会为每个消费事件创建一个进程或线程,这样就不会产生由于进程间频繁切换占用cpu而产生的瓶颈,而且nginx不会让事件阻塞,即采用无阻塞事件驱动模型,这样就不会因为事件阻塞使进程睡眠而造成的资源浪费.

     nginx将一个请求划分成多个阶段异步处理,每个阶段仅仅完成一个请求中的一部分,当本阶段任务完成后进入下一阶段.等待事件发生不是阻塞的等待,等待事件发生时候内。

事件发生源产生事件->事件收集器来收集分发事件(选择自己感兴趣的)->消费事件.

epoll库

    epoll库是Nginx服务器支持的高性能事件驱动库之一。它是公认的最好的事件驱动模型。和poll库及select库有很大的区别。

    poll和select都是创建一个待处理事件列表，然后把这个列表发给内核，返回的时候，再去轮询检查这个列表。以判断这个事件是否发生。在描述符太多的情况下，就会明显效率低下了。

    epoll是这么做的，它把事件描述符列表的管理交给内核复制。一旦有某个事件发生，内核将发生事件的事件描述符交给Nginx的进程，而不是将整个事件描述符列表交给进程，让进程去轮询具体是哪个描述符。epoll()避免了轮询整个事件描述符列表。所以显得更高效。

    epoll库的基本步骤：

    首先:epoll库通过相关调用通知内核创建一个有N个描述符的事件列表。然后给这个事件列表设置自己关心的事件。并把它添加到内核中。在具体的代码中还可以实现对相关调用的事件描述符列表进行修改和删除。

    之后，一旦设置完成就一直等待内核通知事件发生了，某一事件发生后，内核就将发生事件的描述符给epoll库，epoll库去处理事件。

nginx的详细配置

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

########### 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：

1、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；

2、惊群现象：一个网路连接到来，多个睡眠的进程被同事叫醒，但只有一个进程能获得链接，这样会影响系统性能。

3、每个指令必须有分号结束。

nginx的介绍基本到这就结束了，这篇博文呢基本不是自己写的，我只是将一些好的博客里面的重点部分给组织了一下，后面会开始学习分布式dubbo和zookerper。下面的几个几个链接都是我参考的博客

1.最好的nginx介绍文章:https://www.cnblogs.com/mfc-itblog/p/5176792.html

2.最好的nginx配置文件介绍文章:https://www.cnblogs.com/knowledgesea/p/5175711.html