分布式 - 负载均衡Nginx：Nginx常见问题总结（一）

01. 什么是Nginx？

Nginx是一款高性能的开源Web服务器软件，也可以用作反向代理服务器、负载均衡器和HTTP缓存。Nginx的设计目标是提供高性能、高并发、低内存消耗和稳定性，因此在处理静态文件、动态内容、SSL加密等方面表现出色，被广泛应用于互联网、移动应用、视频流媒体等领域。

02. 为什么要用Nginx?

Nginx是一款高性能的Web服务器和反向代理服务器，它的主要优点包括：

① 高性能：Nginx采用了事件驱动的异步非阻塞处理方式，能够处理大量并发连接，同时占用较少的系统资源，因此能够提供更高的性能和更好的响应速度。

② 可扩展性：Nginx的模块化设计使得它可以轻松地扩展和定制，可以根据需要添加或删除模块，从而满足不同的需求。

③ 反向代理和负载均衡：Nginx可以作为反向代理服务器，将客户端请求转发到后端的多个服务器上，从而实现负载均衡和高可用性。

④ 静态文件服务：Nginx可以快速地处理静态文件，如HTML、CSS、JavaScript等，从而提高网站的访问速度。

⑤ 安全性：Nginx具有强大的安全性能，可以防止常见的Web攻击，如DDoS攻击、SQL注入等。

综上所述，Nginx是一款高性能、可扩展、安全可靠的Web服务器和反向代理服务器，因此被广泛应用于互联网领域。

03. 为什么Nginx性能这么高？

Nginx的高性能主要归功于以下几个方面：

① 异步非阻塞的事件驱动模型：Nginx采用了异步非阻塞的事件驱动模型，可以在单个进程中处理大量的并发连接，而不会因为阻塞等待I/O操作而浪费CPU资源。

② 轻量级的进程和线程管理：Nginx采用了轻量级的进程和线程管理方式，可以在不增加系统负担的情况下处理大量的并发请求。

③ 高效的内存管理：Nginx采用了内存池的方式管理内存，可以避免频繁的内存分配和释放，提高了内存的利用率和系统的性能。

④ 高度可定制化的模块化架构：Nginx的模块化架构可以根据需要选择不同的模块，可以灵活地扩展和定制功能，同时也可以避免不必要的功能和性能损失。

综上所述，Nginx的高性能主要得益于其优秀的设计和实现，以及对性能的不断优化和改进。

04. Nginx 为什么不使用多线程？

Nginx 之所以不使用多线程，是因为它采用了一种基于事件驱动的异步模型，即使用单线程和非阻塞 I/O 来处理并发请求。这种模型可以在不创建新线程的情况下处理大量并发连接，从而避免了线程切换和上下文切换的开销，提高了系统的性能和可伸缩性。

具体来说，Nginx 的工作流程是这样的：当有新的连接请求到来时，Nginx 会将其加入到事件队列中，然后通过 epoll 等系统调用来监听这些事件。当某个事件就绪时，Nginx 会立即处理它，而不是等待线程的调度。这种方式可以让 Nginx 在处理大量并发连接时，保持较低的系统负载和内存占用。

此外，Nginx 还采用了一些优化技术，如使用内存池来减少内存分配的开销，使用 sendfile 系统调用来提高文件传输的效率等，从而进一步提高了系统的性能和可靠性。

05. Nginx 请求处理流程是什么？

Nginx是一款高性能的Web服务器和反向代理服务器，它的请求处理流程如下：

① 接收请求：Nginx监听指定的端口，当有请求到达时，Nginx会接收并解析请求。

② 解析请求头：Nginx会解析请求头，包括请求方法、URL、协议版本、请求头部等信息。

③ 处理请求：根据请求的URL和配置的规则，Nginx会选择对应的处理方式，如静态文件直接返回、反向代理到其他服务器等。

④ 处理请求体：如果请求包含请求体，Nginx会将请求体缓存到内存中，或者转发给后端服务器。

⑤ 处理响应：Nginx会根据请求处理的结果生成响应，包括响应头和响应体。

⑥ 发送响应：Nginx将响应发送给客户端，完成请求处理过程。

总的来说，Nginx的请求处理流程非常高效和灵活，可以根据不同的需求进行配置和优化。

06. Nginx怎么处理请求的？

当Nginx接收到一个请求时，它会首先根据listen和server_name指令来匹配对应的server模块。如果有多个server模块匹配成功，则会选择最佳匹配的那个模块来处理请求。接下来，Nginx会在选定的server模块中匹配location指令。location指令用于匹配请求的URI，以确定应该使用哪个配置块来处理请求。如果有多个location指令匹配成功，则会选择最佳匹配的那个location块来处理请求。

例如，假设有以下Nginx配置：

server {
    listen 80;
    server_name example.com;

    location / {
        # 处理根路径请求
    }

    location /blog {
        # 处理/blog路径请求
    }
}

当Nginx接收到一个请求时，它会首先根据listen和server_name指令匹配到该server模块。然后，它会在该模块中匹配location指令。如果请求的URI是/，则会匹配到第一个location块，如果请求的URI是/blog，则会匹配到第二个location块。最终，Nginx会使用匹配成功的location块来处理请求。

07. 什么是正向代理和反向代理？

正向代理和反向代理都是代理服务器的应用场景，它们的区别在于代理的方向不同。

正向代理是客户端通过代理服务器访问互联网资源的过程，代理服务器代表客户端向互联网服务器请求资源，然后将响应结果返回给客户端。举个例子，如果你在中国大陆无法访问Google，你可以通过设置代理服务器来访问Google，这个代理服务器就是正向代理。

反向代理则是客户端通过代理服务器访问内部资源的过程，代理服务器代表内部服务器向客户端提供服务，客户端并不知道真正提供服务的是哪个服务器。举个例子，假设有一个网站www.example.com，它有多台服务器提供服务，这些服务器的IP地址对外不可见，而代理服务器的IP地址对外可见，客户端访问www.example.com时，请求会先到达代理服务器，代理服务器会根据负载均衡算法将请求转发到其中一台服务器上，然后将响应结果返回给客户端，这个代理服务器就是反向代理。

反方代理就是请求统一被 Nginx 接收，Nginx 反向代理服务器接收到之后，按照一定的规则分发给了后端的业务处理服务器进行处理了。

总的来说，正向代理是代理客户端，反向代理是代理服务器。

08. 反向代理服务器的优点是什么?

使用反向代理服务器有以下几个优点：

① 负载均衡：反向代理服务器可以将请求分发到多个后端服务器上，从而实现负载均衡，避免单个服务器过载。

② 缓存加速：反向代理服务器可以缓存静态资源，如图片、CSS、JavaScript等，从而加速页面加载速度，减轻后端服务器的负担。

③ 安全性：反向代理服务器可以隐藏后端服务器的真实IP地址，从而提高系统的安全性，防止攻击者直接攻击后端服务器。

④ 灵活性：反向代理服务器可以根据请求的URL或其他条件，将请求转发到不同的后端服务器上，从而实现灵活的请求处理。

⑤ 可靠性：反向代理服务器可以监控后端服务器的状态，当某个服务器出现故障时，自动将请求转发到其他可用的服务器上，从而提高系统的可靠性。

09. Nginx的优缺点？

Nginx是一款高性能的Web服务器和反向代理服务器，它的优缺点如下：

优点：

① 高性能：Nginx采用了异步非阻塞的事件驱动模型，能够处理大量并发连接，具有很高的吞吐量和低延迟。
② 轻量级：Nginx的代码量很小，占用资源少，启动速度快，适合用于高并发的Web应用。
③ 可扩展性：Nginx支持模块化的架构，可以通过编写模块来扩展其功能，也可以通过动态模块加载来实现动态扩展。
④ 高可靠性：Nginx具有很好的容错能力，可以在后端服务器出现故障时自动切换到备用服务器，保证服务的可用性。
⑤ 安全性：Nginx具有很好的安全性，可以通过配置文件来限制访问权限，防止恶意攻击。

缺点：

① 配置复杂：Nginx的配置文件比较复杂，需要一定的学习成本。
② 功能相对有限：相比于其他Web服务器，Nginx的功能相对有限，不能像Apache那样支持多种编程语言和模块。
③ 不支持动态内容：Nginx不能像Apache那样直接解析PHP等动态内容，需要通过FastCGI等方式来实现。
④ 不支持Windows平台：Nginx不支持Windows平台，只能在Linux、Unix等操作系统上运行。

10. Nginx应用场景？

Nginx是一款高性能的Web服务器和反向代理服务器，它的应用场景非常广泛，包括但不限于以下几个方面：

① Web服务器：Nginx可以作为Web服务器来提供静态文件的服务，如HTML、CSS、JavaScript、图片等，同时也支持FastCGI、uWSGI、SCGI等协议，可以与应用服务器配合使用，提供动态内容的服务。

② 反向代理服务器：Nginx可以作为反向代理服务器，将客户端的请求转发到后端的应用服务器，实现负载均衡、缓存、SSL终端等功能，提高应用的可用性和性能。

③ 负载均衡器：Nginx可以作为负载均衡器，将请求分发到多个应用服务器上，实现请求的平衡分配，提高应用的可用性和性能。

④ 静态文件服务器：Nginx可以作为静态文件服务器，提供静态文件的服务，如图片、视频、音频等，同时也支持文件的压缩和缓存，提高文件的传输速度和用户体验。

⑤ CDN加速：Nginx可以作为CDN加速服务器，将静态文件缓存到多个节点上，提高文件的传输速度和用户体验。

总之，Nginx是一款功能强大、性能优异的Web服务器和反向代理服务器，可以满足各种不同的应用场景需求。

11. Nginx目录结构有哪些？

[root@localhost ~]# tree /usr/local/nginx
/usr/local/nginx
├── client_body_temp
├── conf                             # Nginx所有配置文件的目录
│   ├── fastcgi.conf                 # fastcgi相关参数的配置文件
│   ├── fastcgi.conf.default         # fastcgi.conf的原始备份文件
│   ├── fastcgi_params               # fastcgi的参数文件
│   ├── fastcgi_params.default       
│   ├── koi-utf
│   ├── koi-win
│   ├── mime.types                   # 媒体类型
│   ├── mime.types.default
│   ├── nginx.conf                   # Nginx主配置文件
│   ├── nginx.conf.default
│   ├── scgi_params                  # scgi相关参数文件
│   ├── scgi_params.default  
│   ├── uwsgi_params                 # uwsgi相关参数文件
│   ├── uwsgi_params.default
│   └── win-utf
├── fastcgi_temp                     # fastcgi临时数据目录
├── html                             # Nginx默认站点目录
│   ├── 50x.html                     # 错误页面优雅替代显示文件，例如当出现502错误时会调用此页面
│   └── index.html                   # 默认的首页文件
├── logs                             # Nginx日志目录
│   ├── access.log                   # 访问日志文件
│   ├── error.log                    # 错误日志文件
│   └── nginx.pid                    # pid文件，Nginx进程启动后，会把所有进程的ID号写到此文件
├── proxy_temp                       # 临时目录
├── sbin                             # Nginx命令目录
│   └── nginx                        # Nginx的启动命令
├── scgi_temp                        # 临时目录
└── uwsgi_temp                       # 临时目录

12. Nginx配置文件 nginx.conf 有哪些属性模块?

Nginx配置文件nginx.conf中常见的属性模块包括：

① user: 指定Nginx进程的运行用户和用户组。
② worker_processes: 指定Nginx启动的worker进程数。
③ pid: 指定Nginx主进程的PID文件路径。
④ events: 定义Nginx的事件模型，包括事件驱动模型和连接数限制等。
⑤ http: 定义HTTP协议相关的配置，包括HTTP服务器、虚拟主机、缓存、日志等。
⑥ server: 定义一个HTTP服务器或虚拟主机的配置，包括监听端口、域名、SSL证书等。
⑦ location: 定义一个URI的配置，包括匹配规则、反向代理、缓存等。
⑧ upstream: 定义一个后端服务器的配置，包括负载均衡算法、健康检查等。
⑨ include: 引入其他配置文件。

除了以上常见的属性模块，Nginx还支持许多第三方模块，如gzip、ssl、rewrite等，可以通过在配置文件中加载这些模块来扩展Nginx的功能。

worker_processes  1；                					# worker进程的数量
events {                              					# 事件区块开始
    worker_connections  1024；            				# 每个worker进程支持的最大连接数
}                                    					# 事件区块结束
http {                               					# HTTP区块开始
    include       mime.types；            				# Nginx支持的媒体类型库文件
    default_type  application/octet-stream；     		# 默认的媒体类型
    sendfile        on；       							# 开启高效传输模式
    keepalive_timeout  65；       						# 连接超时
    server {            								# 第一个Server区块开始，表示一个独立的虚拟主机站点
        listen       80；      							# 提供服务的端口，默认80
        server_name  localhost；       					# 提供服务的域名主机名
        location / {            						# 第一个location区块开始
            root   html；       						# 站点的根目录，相当于Nginx的安装目录
            index  index.html index.htm；      			# 默认的首页文件，多个用空格分开
        }          										# 第一个location区块结果
        error_page   500502503504  /50x.html；     		# 出现对应的http状态码时，使用50x.html回应客户
        location = /50x.html {          				# location区块开始，访问50x.html
            root   html；      							# 指定对应的站点目录为html
        }
    }  
    ......
}