一、简介

nginx是一个轻量级的http和反向代理服务器，占用内存少，并发能力强。

二、相关概念

正向代理

程序要去访问一个地址，不直接访问，而是向一个代理服务器发送一个请求并指定目标地址，代理服务器访问目标地址，然后将结果返回给程序，资源服务就是程序指定的服务。例如代码里请求时，设置proxy；浏览器配置fiddler代理等。

反向代理

程序访问代理服务，代理服务可能自己没有资源，将请求转给另一个服务，然后将取到的结果返回给原程序，资源服务对于原程序来说是不可知的。

动静分离

将动态资源和静态资源分开存放，放到不同的服务器，这样就方便对静态资源做一些缓存。通过location将不同的资源请求转发到不同的服务，通过expires参数让浏览器进行缓存。

负载均衡

负载均衡就是把任务分摊到几个服务上去执行。有以下集中方式：

轮询（默认）
按权重。upstream可配置权重。
ip_hash。每个请求按访问 ip 的的 hash 结果分配，这样每个访客固定访问一个后端服务器。
fair（第三方）。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。

三、高可用集群

高可用集群是基于keepalived实现的，架构图：

nginx高可用集群.png

什么是keepalived？

keepalived的作用一个是对外提供一个虚拟ip（VIP）让调用方访问，另一个是心跳检测，监测服务（如nginx）是不是挂了。他是基于协议VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol，即虚拟路由冗余协议）来实现的：

VRRP协议将两台或多台路由器设备虚拟成一个设备，对外提供虚拟路由器IP（一个或多个）。然而，在路由器组内部，如果实际拥有这个对外IP的路由器如果工作正常的话，就是master，或者是通过算法选举产生的，MASTER实现针对虚拟路由器IP的各种网络功能，如ARP请求，ICMP，以及数据的转发等，其他设备不具有该IP，状态是BACKUP。除了接收MASTER的VRRP状态通告信息外，不执行对外的网络功能，当主级失效时，BACKUP将接管原先MASTER的网络功能。
VRRP协议配置时，需要配置每个路由器的虚拟路由ID(VRID)和优先权值，使用VRID将路由器进行分组，具有相同VRID值的路由器为同一个组，VRID是一个0-255的整数；同一个组中的路由器通过使用优先权值来选举MASTER。优先权大者为MASTER，优先权也是一个0-255的正整数。

keepalived工作原理

keepalived可提供vrrp以及health-check功能，可以只用它提供双机浮动的vip（vrrp虚拟路由功能），这样可以简单实现一个双机热备高可用功能；keepalived是以VRRP虚拟路由冗余协议为基础实现高可用的，可以认为是实现路由器高可用的协议，即将N台提供相同功能的路由器组成一个路由器组，这个组里面有一个master和多个backup，master上面有一个对外提供服务的vip（该路由器所在局域网内其他机器的默认路由为该vip），master会发组播，当backup收不到VRRP包时就认为master宕掉了，这时就需要根据VRRP的优先级来选举一个backup当master。这样的话就可以保证路由器的高可用了。

四、多进程工作模型

nginx进程模型.png

从上图中可以很明显地看到，4个worker进程的父进程都是master进程，表明worker进程都是从父进程fork出来的，并且父进程的ppid为1，表示其为daemon进程。
需要说明的是，在nginx多进程中，每个worker都是平等的，因此每个进程处理外部请求的机会权重都是一致的。
Master进程的作用是？
读取并验证配置文件nginx.conf；管理worker进程；
Worker进程的作用是？
每一个Worker进程都维护一个线程（避免线程切换），处理连接和请求；注意Worker进程的个数由配置文件决定，一般和CPU个数相关（有利于进程切换），配置几个就有几个Worker进程。
Nginx如何做到热部署？
所谓热部署，就是配置文件nginx.conf修改后，不需要stop nginx，不需要中断请求，就能让配置文件生效！（nginx -s reload 重新加载/nginx -t检查配置/nginx -s stop）
修改配置文件nginx.conf后，重新生成新的worker进程，当然会以新的配置进行处理请求，而且新的请求必须都交给新的worker进程，至于老的worker进程，等把那些以前的请求处理完毕后，kill掉即可。
Nginx如何做到高并发下的高效处理？
Nginx采用了Linux的epoll模型，epoll模型基于事件驱动机制，它可以监控多个事件是否准备完毕，如果OK，那么放入epoll队列中，这个过程是异步的。worker只需要从epoll队列循环处理即可。

连接数worker_connection
worker_connection是一个worker支持的最大并发连接数。
浏览器发送1个请求，如果是请求静态资源，那就占用1个连接。如果是要反向代理的，那就占用2个。有时候浏览器一个接口会发送2次请求（第一次option），那就是占用4个连接了。
nginx支持的最大并发数：
普通的静态访问最大并发数是： worker_connections * worker_processes / 2
如果作为反向代理：worker_connections * worker_processes / 4

参考资料

Nginx篇——语雀
Keepalived基础知识详细完整总结
通俗易懂的Nginx工作原理

nginx