Nginx 学习

一、Nginx官网

源码：nginx – nginx

官网：nginx news

二、Nginx介绍

Nginx是俄罗斯人Igor Sysoev编写的轻量级Web服务器，它的发音为 [ˈendʒɪnks] ，它不仅是一个自由的、开源的、高性能的HTTP和反向代理服务器，同时也是一个IMAP/POP3/SMTP 代理服务器。

Nginx以事件驱动的方式编写，所以有非常好的性能，同时也是一个非常高效的反向代理、负载平衡服务器。在性能上，Nginx占用很少的系统资源，能支持更多的并发连接，达到更高的访问效率；在功能上，Nginx是优秀的代理服务器和负载均衡服务器；在安装配置上，Nginx安装简单、配置灵活。

Nginx的稳定性、功能集、示例配置文件和低系统资源的消耗让他后来居上，在全球活跃的网站中有12.18%的使用比率，大约为2220万个网站。所以作为一个开发者，学会Nginx的使用和配置很有必要。

三、Nginx特点

1.  跨平台：可以在大多数Unix like 系统编译运行。而且也有Windows的移植版本。
2. 配置异常简单：非常的简单，易上手。
3. 非阻塞、高并发连接：数据复制时，磁盘I/O的第一阶段是非阻塞的。官方测试能支持5万并发连接，实际生产中能跑2~3万并发连接数（得益于Nginx采用了最新的epoll事件处理模型（消息队列）。
4. Nginx代理和后端Web服务器间无需长连接；
5. Nginx接收用户请求是异步的，即先将用户请求全部接收下来，再一次性发送到后端Web服务器，极大减轻后端Web服务器的压力。
6. 发送响应报文时，是边接收来自后端Web服务器的数据，边发送给客户端。
7. 网络依赖性低，理论上只要能够ping通就可以实施负载均衡，而且可以有效区分内网、外网流量。
8. 支持内置服务器检测。Nginx能够根据应用服务器处理页面返回的状态码、超时信息等检测服务器是否出现故障，并及时返回错误的请求重新提交到其它节点上。
9. 采用Master/worker多进程工作模式
10. 此外还有内存消耗小、成本低廉（比F5硬件负载均衡器廉价太多）、节省带宽、稳定性高等特点

四、Nginx整体架构

Nginx是以多进程的方式来工作的，当然Nginx也是支持多线程的方式的,只是我们主流的方式还是多进程的方式，也是Nginx的默认方式。Nginx采用多进程的方式有诸多好处。

Nginx在启动后，会有一个master进程和多个worker进程。master 进程并不处理网络请求，主要负责调度工作进程：加载配置、启动工作进程及非停升级。worker 进程负责处理网络请求与响应。

master进程主要用来管理worker进程，具体包括如下4个主要功能：

1. 接收来自外界的信号。
2. 向各worker进程发送信号。
3. 监控woker进程的运行状态。
4. 当woker进程退出后（异常情况下），会自动重新启动新的woker进程。

woker进程主要用来处理基本的网络事件：

1. 多个worker进程之间是对等且相互独立的，他们同等竞争来自客户端的请求。
2. 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。
3. 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。同时，nginx为了更好的利用多核特性，具有cpu绑定选项，我们可以将某一个进程绑定在某一个核上，这样就不会因为进程的切换带来cache的失效。

五、Nginx处理请求

首先，Nginx在启动时，会解析配置文件，得到需要监听的端口与IP地址，然后在Nginx的master进程里面，先初始化好这个监控的socket(创建socket，设置addrreuse等选项，绑定到指定的IP地址端口，再listen)，然后再fork(一个现有进程可以调用fork函数创建一个新进程。由fork创建的新进程被称为子进程 )出多个子进程出来，然后子进程会竞争accept新的连接。     

此时，客户端就可以向Nginx发起连接了。当客户端与Nginx进行三次握手，与Nginx建立好一个连接后，某一个子进程会accept成功，得到这个建立好的连接的socket，然后创建Nginx对连接的封装，即ngx_connection_t结构体。

接着，设置读写事件处理函数并添加读写事件来与客户端进行数据的交换。最后，Nginx或客户端来主动关掉连接，到此，一个连接就寿终正寝了。

六、正向代理和反向代理

【1】正向代理

案例1：

A同学打算开启他的创业之路，但是目前他遇到一个问题就是启动资金，于是他决定去找马云爸爸借钱，可想而知，最后碰一鼻子灰回来了，情急之下，他想到一个办法，找关系开后门，经过一番消息打探，原来A同学的大学老师王老师是马云的同学，于是A同学找到王老师，托王老师帮忙去马云那借500万过来，当然最后事成了。不过马云并不知道这钱是A同学借的，马云是借给王老师的，最后由王老师转交给A同学。这里的王老师在这个过程中扮演了一个非常关键的角色，就是代理，也可以说是正向代理，王老师代替A同学办这件事，这个过程中，真正借钱的人是谁，马云是不知道的，这点非常关键。

案例2：

我是一个用户A，我访问不了某网站C，但是我能访问一个代理服务器B。这个代理服务器B能访问那个我不能访问的网站C，于是我先连上代理服务器，告诉它我需要那个C网站的内容，代理服务器去取回来，然后返回给我。从网站C的角度，只在代理服务器来取内容的时候有一次记录。并不知道是用户的请求，也隐藏了用户的资料

结论：

正向代理 是一个位于客户端和原始服务器(origin server)之间的服务器，为了从原始服务器取得内容，客户端向代理发送一个请求并指定目标(原始服务器)，然后代理向原始服务器转交请求并将获得的内容返回给客户端。客户端必须要进行一些特别的设置才能使用正向代理。

【2】反向代理

案例1：

大家都有过这样的经历，拨打10086客服电话，可能一个地区的10086客服有几个或者几十个，你永远都不需要关心在电话那头的是哪一个，叫什么，男的，还是女的，漂亮的还是帅气的，你都不关心，你关心的是你的问题能不能得到专业的解答，你只需要拨通了10086的总机号码，电话那头总会有人会回答你，只是有时慢有时快而已。那么这里的10086总机号码就是我们说的反向代理。客户不知道真正提供服务人的是谁。

案例2：

A用户访问 http://xxx.xxx.xxx/userList页面，但是这个网站并不存在userList页面，它是偷偷从另外一台服务器上取回来，然后作为自己的内容吐给用户，但用户并不知情。这里所提到的xxx.xxx.xxx 这个域名对应的服务器就设置了反向代理功能

结论：

反向代理正好相反，对于客户端而言它就像是原始服务器，并且客户端不需要进行任何特别的设置。客户端向反向代理 的命名空间(name-space)中的内容发送普通请求，接着反向代理将判断向何处(原始服务器)转交请求，并将获得的内容返回给客户端，就像这些内容 原本就是它自己的一样。

【3】共同点

1. 都是作为服务器和客户端的中间层。
2. 都可以加强内网的安全性，阻止 Web 攻击。
3. 都可以做缓存机制，提高访问速度。

【4】区别

1. 正向代理其实是客户端的代理，反向代理则是服务器的代理。
2. 正向代理中，服务器并不知道真正的客户端到底是谁。而在反向代理中，客户端也不知道真正的服务器是谁。
3. 作用不同：正向代理主要是用来解决访问限制问题。而反向代理则是提供负载均衡、安全防护等作用。
4. 安全性不同：正向代理允许客户端通过它访问任意网站并且隐藏客户端自身，因此你必须采取安全措施以确保仅为经过授权的客户端提供服务。反向代理对外都是透明的，访问者并不知道自己访问的是一个代理。

八、Windows安装Nginx

到 官网 下载压缩包解压到本地，解压后的文件目录如下：

 conf目录下的nginx.conf文件就是我们需要修改的配置文件

 

修改完配置文件，接下来需要启动Nginx：

方法一：直接双击nginx.exe，双击后会有一个黑色的弹窗一闪而过

方法二：打开cmd命令窗口，切换到nginx解压目录下，输入命令 nginx.exe 或者 start nginx，按Enter回车即可

启动后，我们在浏览器中输入你配置的ip和端口访问页面， Nginx默认的是 http://localhost:80，出现以下页面说明启动成功

九、Nginx常用命令

【1】systemctl 系统命令

// 开机配置
systemctl enable nginx // 开机自动启动
systemctl disable nginx // 关闭开机自动启动

// 启动Nginx
systemctl start nginx // 启动Nginx成功后，可以直接访问主机IP， 此时会展示Nginx默认页面

// 停止Nginx
systemctl stop nginx

// 重启Nginx
systemctl restart nginx

// 重新加载Nginx
systemctl reload nginx

// 查看Nginx运行状态
systemctl status nginx

// 查看Nginx进程
ps -ef | grep nginx

// 杀死Nginx进程
kill -9 pid // 根据上面查看到的Nginx进程号， 杀死Nginx进程， -9表示强制结束进程

【2】Nginx 应用程序命令

nginx - s reload // 向主进程发送信号，重新加载配置文件，热重启
nginx - s reopen // 重启Nginx
nginx - s stop   // 快速关闭
nginx - s quit   // 等待工作进程处理完成后关闭
nginx - T        // 查看当前Nginx最终的配置
nginx - t        // 检查配置是否有问题

九、Nginx配置文件整体结构

打开Nginx安装目录下的conf文件夹的nginx.conf文件，Nginx服务器的基础配置，默认的配置也存放在此。在 nginx.conf 的注释符号为： #，每个指令必须有分号结束

【1】Nginx配置文件的整体结构

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 进程数等。

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。

【2】Nginx配置文件详细介绍

########### 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           
        } 
    }
}

十、Nginx配置文件主要指令和用法

【1】Nginx用户(组)配置

#格式
user user [group];

#user：指定可以运行Nginx的用户
#group：指定可以运行Nginx的用户组（可选项）
#如果user指令不配置或者配置为 user nobody nobody ，则默认所有用户都可以启动Nginx进程。

【2】worker进程数配置

#格式
worker_processes number;

#这是Nginx服务器实现并发处理的关键配置
#number：Nginx进程最多可以产生的worker process数量，默认为1
#如果设置为auto，则Nginx将进行自动检测

【3】error日志路径配置

#格式
error_log file [可选日志级别];

#这个设置可以放入全局块，http块，server块
#file：指定日志输出到某个文件file
#常见的可选日志级别包括：info、debug、warn、error...等

 【4】Nginx进程PID存放路径配置

#格式
pid file;

#由于Nginx进程是作为系统守护进程在后台运行，所以该选项用于自定义配置PID文件的保存路径
#file：指定其存放路径+文件名称
#如果不指定默认置于路径 logs/nginx.pid

【5】事件驱动模型配置

#格式
use model;

#model模型可选择项包括：select|poll|kqueue|epoll|resig|/dev/poll|eventport

【6】最大连接数配置

#格式
worker_connections number;

#number默认值为512，表示允许每一个worker进程可以同时开启的最大连接数

【7】配置文件的引入

#格式
include conf_file;

#该配置主要用于引入其他或者第三方的Nginx配置文件到当前的主配置文件中

【8】网络连接的序列化配置

#格式
accept_mutex on;   

#设置网路连接序列化，防止惊群现象发生，默认为on
#惊群介绍：当一个新网络连接来到时，多个worker进程会被同时唤醒，但仅仅只有一个进程可以真正获得连接并处理之。如果每次唤醒的进程数目过多的话，其实是会影响一部分性能的。
#如果accept_mutex on，那么多个worker将是以串行方式来处理，其中有一个worker会被唤醒；反之若accept_mutex off，那么所有的worker都会被唤醒，不过只有一个worker能获取新连接，其它的worker会重新进入休眠状态。

【9】多网络连接接收配置

#格式
multi_accept off;

#该配置默认为off，意指每个worker进程一次只能接收一个新到达的网络连接
#如果想让每个Nginx的worker process都能同时接收多个网络连接，则需要开启此配置

【10】MIME-Type定义

#格式
include mime.types;
default_type type;

#MIME-Type指的是网络资源的媒体类型，即前端请求的资源类型 
#include配置用于将mime.types文件包含进来
#type:默认为text/plain

我们打开conf目录下的mime.types文件查看内容，我们发现其就是一个types结构，里面包含了各种浏览器能够识别的MIME类型以及对应类型的文件后缀名，如下所示：

 【11】访问日志配置

#格式
access_log path [format];

#path：自定义访问日志的路径+名称
#format：自定义服务日志的格式（可选项）
#access_log off; 取消服务日志 

#自定义日志格式format
log_format myFormat '$remote_addr–$remote_user [$time_local] $request $status $body_bytes_sent $http_referer $http_user_agent $http_x_forwarded_for'; 

#使用
access_log log/access.log myFormat;  

【12】连接超时配置

#格式
keepalive_timeout timeout [header_timeout];

#timeout 表示server端对连接的保持时间，默认75s
#header_timeout表示在应答报文头部的 Keep-Alive 域设置超时时间，可选项
#可以在http，server，location块配置

【13】sendfile配置

#格式
sendfile on;

#sendfile配置用于开启或关闭使用sendfile()系统调用来传输文件，默认off
#在很多Web Server中，都引入了sendfile的机制，来实现高性能文件传输
#可以在http块，server块，location块设置

 【14】网络地址监听配置

#第一种：配置监听的IP地址
listen IP[:PORT];

#第二种：配置监听的端口
listen PORT;

listen 192.168.25.177:8080; # 监听特定IP和端口上的连接
listen 192.168.25.177;      # 监听特定IP上所有端口的连接
listen 8080;                # 监听特定端口上的所有IP的连接

【15】基于名称或IP的虚拟主机配置

#基于name
server_name name1 name2 ..;
#name可以有多个并列名称，而且此处的name支持正则表达式书写server_name ~^www\.codesheep\d+\.com$;

#基于IP
server_name IP地址

【16】location配置

#格式
location [ = | ~ | ~* | ^~ ] /uri/ {...};

#这里的uri可包含正则表达式的模糊匹配
#uri前面的方括号中的内容是可选项，几种常见的情形如下：
#'='：用于标准uri，进行字符串的精确匹配
#'~'：用于正则uri，表示区分大小写的匹配
#'~*'：用于正则uri，表示不区分大小写的匹配
#'^~'：用于标准uri，^进行前缀匹配，~表示区分大小写

【17】根目录配置

#格式
root path;

#path：表示Nginx接收到请求以后查找资源的根目录路径
#也可以通过alias指令来更改location接收到的URI请求路径，指令为：
alias path; #path为修改后的根路径 

【18】默认首页配置

#格式
index index_file ......;

#index_file可以包含多个用空格隔开的文件名，首先找到哪个页面，就使用哪个进行响应。

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