Nginx 的深入学习

概念

Nginx 是一个高性能的HTTP和反向代理web服务器，Nginx是一款轻量级的Web 服务器/反向代理服务器及电子邮件（IMAP/POP3）代理服务器。其特点是占有内存少，并发能力强

安装

因为要测试nginx的各种特性，在Linux上不太方便，所以这里直接下载Windows的nginx ， 下载地址

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本文环境

我们先创建一个Spring Boot项目，然后创建如下的Controller：

@RestController
public class MyController {

    @GetMapping("/hello")
    public String hello(){
        return "hello";
    }
}

我们去nginx配置反向代理：

     location / {
            proxy_pass   http://127.0.0.1:8080;
        }

然后启动nginx

反向代理

问题

我们使用nginx一般都是用于反向代理我们的服务器，那么此时会出现一些问题。
我们将 controller修改如下：

@GetMapping("/hello")
    public String hello(HttpServletRequest request){
        String remoteHost = request.getRemoteHost();
        int remotePort = request.getRemotePort();
        return "Host的值是"+remoteHost+"，port的值是"+remotePort;
}

然后分别测试直接访问和通过nginx访问该接口：
使用浏览器直接访问：

通过nginx访问：

可以发现，HOST和IP的值均不同，我们这里知道浏览器就是当前访问的客户端，客户端身处65235发送请求，经过nginx转发到服务器，服务器得到的是经过nginx修改过后的值。
总结：
域名、协议、端口都是Nginx访问Web应用时的域名、协议、端口，而非客户端浏览器地址栏上的真实域名、协议、端口。

解决方案：

由于Nginx是代理服务器，所有客户端请求都从Nginx转发到Tomcat，如果Nginx不把客户端真实IP、域名、协议、端口告诉Tomcat，那Tomcat应用永远不会知道这些信息，所以Nginx需要配置HTTP Header来将这些信息告诉被代理的Tomcat，而Tomcat则需要从header中获取
将nginx配置文件修改如下：

  location / {
            proxy_pass   http://127.0.0.1:8080;
			proxy_set_header Host $http_host;
			proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
        }

然后我们就可以从
request.getRemoteHost()中获取到客户端的实际IP地址了

负载均衡：

基本配置

负载均衡的东西比较简单，这里就放几个配置：

http {
upstream real_server {
server localhost:8080;
server localhost:8081;
}
server {
listen 80;
location / {
proxy_pass http://real_server;
}
}
}

不过负载均衡的算法可以配置不同的，像上面这样就是轮询，先8080服务器，再8081，再8080一直循环

• 带权重则像下面这样：

server localhost:8080 weight=1;
server localhost:8081 weight=2;

权重越高被分配的客户端越多

• ip_hash: 每个请求按照访问IP（客户端IP）的hash结果分配，这样每个访客固定一个服务器，可以解决服务器集群的session问题，配置如下

upstream real_server {
server localhost:8080;
server localhost:8081;
ip_hash;
}

• Fair 公平，根据后端服务器的响应时间来分配请求，越快的服务器得到的请求越多

upstream real_server {
server localhost:8080;
server localhost:8081;
fair;
}

失败重试配置

配置：

upstream real_server {
server localhost:8080 max_fails=2 fail_timeout=60s;
server localhost:8081 max_fails=2 fail_timeout=60s;
}

是在fail_timeout时间内失败了max_fails次请求后，则认为该上游服务器不可用，然后将该服务地址删除。fail_timeout时间后会再次将该服务器加入存活列表，进行重试。

限流

在开发高并发系统时有三把利器用来保护系统：缓存、降级和限流。
限流可以认为服务降级的一种，限流就是限制系统的输入和输出流量已达到保护系统的目的。一般来说系统的吞吐量是可以被测算的，为了保证系统的稳定运行，一旦达到的需要限制的阈值，就需要限制流量并采取一些措施以完成限制流量的目的。比如：延迟处理，拒绝处理，或者部分拒绝处理等等。
nginx给我们提供了限流的配置：

limit_req_zone

limit_req_zone 限制单位时间内的请求数，采用的是 “漏桶算法”
需要配置的信息如下：

limit_req_zone $binary_remote_addr zone=one:10m rate=1r/s;

• 第一个参数：$binary_remote_addr 表示通过remote_addr 标识（即IP地址）来做限制，是限制同一客户端ip地址，binary_ 表示保存客户端IP地址的二进制形式。
• 第二个参数：zone=one:10m表示生成一个大小为10M，名字为one的内存区域，用来存储访问的频次信息。
• 第三个参数：rate=1r/s表示允许相同标识（即相同IP）的客户端的访问频次，这里限制的是每秒1次，还可以有比如30r/m（每分钟三十次）的。

还要配置limit_req:

limit_req zone=one burst=5 nodelay;

• 第一个参数：zone=one 设置使用哪个配置区域来做限制，与上面limit_req_zone 里的name对应。
• 第二个参数：burst=5，burst爆发的意思，这个配置的意思是设置一个大小为5的缓冲区，当有大量请求（爆发）过来时，超过了访问频次限制的请求可以先放到这个缓冲区内
• 第三个参数：nodelay，如果设置，超过访问频次而且缓冲区也满了的时候就会直接返回503，如果没有设置，则所有请求会等待排队，不会有503报错。

burst的作用是让多余的请求可以先放到队列里，慢慢处理。如果不加nodelay参数，队列里的请求不会立即处理，而是按照rate设置的速度，以毫秒级精确的速度慢慢处理

实战

接下来我们就配置一下我们的nginx：

http {
	limit_req_zone $binary_remote_addr zone=one:10m rate=1r/s;
  server {
   		listen       80;
        server_name  localhost;
        location / {
            proxy_pass   http://127.0.0.1:8080;
			proxy_set_header Host $http_host;
			proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
			limit_req zone=one burst=1 nodelay;
        }
  }
}

我们配置的burst是1，是为了让限流的效果更明显。当请求数超出缓冲区的时候，就会进行限流。
当我们疯狂发送请求到接口时：

发现nginx直接返回报错了，所以限流成功了

其他参数

错误码 limit_req_status

这里返回的是503报错，我们可以自定义返回的错误码：

http {
	limit_req_zone $binary_remote_addr zone=one:10m rate=1r/s;
	limit_req_status 555;
  server {
   		listen       80;
        server_name  localhost;
        location / {
            proxy_pass   http://127.0.0.1:8080;
			proxy_set_header Host $http_host;
			proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
			limit_req zone=one burst=1 nodelay;
        }
  }
}

这样返回的就会是555错误码：

limit_conn_zone

这个用来限制单个IP的请求数。并非所有的连接都被计数。只有在服务器处理了请求并且已经读取了整个请求头时，连接才被计数。
配置如下：

limit_conn_zone $binary_remote_addr zone=addr:10m;

• 第一个参数也是用IP地址进行标识
• 第二个参数也是用于记录计数的内存区域
  和 limit_conn配置，

 limit_conn addr 1;

• 第二个参数是指 允许多少连接数，这里是 1

实战

因为要让连接保持着，所以我们修改一下 controller：

@RestController
public class MyController {
    @GetMapping("/hello")
    public String hello(HttpServletRequest request) {
        try {
            Thread.sleep(20000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return "ok";
    }
}

当我们第一个请求正在服务器处理的时候，我们用另一个浏览器发送请求，发现会报错：

黑名单：

配置使用 deny ip,如果是白名单则是 allow ip,如果我们要将所有IP录入黑名单或者白名单，不是使用 *,而是 all ,即 allow all和 deny all

如果规则之间有冲突，会以最前面匹配的规则为准。

现在我们修改controller如下：

@RestController
public class MyController {
    @GetMapping("/hello")
    public String hello(HttpServletRequest request) {
        return "ok";
    }
}

此时我们配置黑名单：

   location / {
            proxy_pass   http://127.0.0.1:8080;
			deny 127.0.0.1
        }

此时我们再去访问这个接口时:

会得到403错误，也就是被禁止访问

配置错误页面

可以看到上面的403报错是没有html页面的，如果我们要自定义我们的403页面，可以仿照nginx已经写好的配置：

如上，这是nginx的默认配置，是出现500这些错误的时候，就去访问 html 文件夹下的50x.html 文件。
所以我们先去html文件夹下创建我们的403.html：

403.html的内容：

<html>
<body>
<h1>这是自定义的403页面h1>body>
html>

然后在配置文件中写入：

error_page   403  /403.html;
        location = /403.html {
            root   html;
        }

此时自定义错误页面的效果已经出来了：

但是出现了乱码。这是编码问题，增加 即可

`