面试-nginx面试题收集

1、请解释一下什么是Nginx?

Nginx---Ngine X，是一款免费的、自由的、开源的、高性能HTTP服务器和反向代理服务器；也是一个IMAP、POP3、SMTP代理服务器；Nginx以其高性能、稳定性、丰富的功能、简单的配置和低资源消耗而闻名。也就是说Nginx本身就可以托管网站（类似于Tomcat一样），进行Http服务处理，也可以作为反向代理服务器 、负载均衡器和HTTP缓存。Nginx 解决了服务器的C10K（就是在一秒之内连接客户端的数目为10k即1万）问题。它的设计不像传统的服务器那样使用线程处理请求，而是一个更加高级的机制—事件驱动机制，是一种异步事件驱动结构。

主要功能如下：

1、正向、反向代理

2、负载均衡、分流

3、虚拟主机（绑定host）

优点：

跨平台、配置简单，非阻塞、高并发连接、内存消耗小、成本低廉

性能高并且稳定：和apache，webserver，lighttpd相比较，可以从github下载wrk进行测试

源码好读：纯c

可拓展性很强：加载对应的模块就可以支持多种的协议，如smtp等

文档很多，资料很全，便于应用和维护：比如用关键字查找：热更新，内存池，原子操作，共享内存，红黑树，限流，黑白名单做法等

2、请列举Nginx的一些特性

• 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。
• 配置异常简单：非常的简单，易上手。
• 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）。
• Nginx代理和后端Web服务器间无需长连接；
• 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。
• 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。
• 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。
• 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。
• 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。

3、请解释Nginx如何处理HTTP请求。

Nginx 是一个高性能的 Web 服务器，能够同时处理大量的并发请求。它结合多进程机制和异步机制 ，异步机制使用的是异步非阻塞方式 ，接下来就给大家介绍一下 Nginx 的多线程机制和异步非阻塞机制 。

1、多进程机制服务器每当收到一个客户端时，就有 服务器主进程 （ master process ）生成一个 子进程（ worker process ）出来和客户端建立连接进行交互，直到连接断开，该子进程就结束了。使用进程的好处是各个进程之间相互独立，不需要加锁，减少了使用锁对性能造成影响，同时降低编程的复杂度，降低开发成本。其次，采用独立的进程，可以让进程互相之间不会影响 ，如果一个进程发生异常退出时，其它进程正常工作， master 进程则很快启动新的 worker 进程，确保服务不会中断，从而将风险降到最低。缺点是操作系统生成一个子进程需要进行 内存复制等操作，在资源和时间上会产生一定的开销。当有大量请求时，会导致系统性能下降 。

2、异步非阻塞机制每个工作进程 使用 异步非阻塞方式 ，可以处理 多个客户端请求 。当某个 工作进程 接收到客户端的请求以后，调用 IO 进行处理，如果不能立即得到结果，就去 处理其他请求 （即为 非阻塞 ）；而 客户端 在此期间也 无需等待响应 ，可以去处理其他事情（即为 异步 ）。当 IO 返回时，就会通知此 工作进程 ；该进程得到通知，暂时 挂起 当前处理的事务去 响应客户端请求 。

5、在Nginx中，如何使用未定义的服务器名称来阻止处理请求?

只需将请求删除的服务器就可以定义为：

这里，服务器名被保留为一个空字符串，它将在没有“主机”头字段的情况下匹配请求，而一个特殊的Nginx的非标准代码444被返回，从而终止连接。

6、 使用“反向代理服务器”的优点是什么?

反向代理服务器可以隐藏源服务器的存在和特征。它充当互联网云和web服务器之间的中间层。这对于安全方面来说是很好的，特别是当您使用web托管服务时。

7、请列举Nginx服务器的最佳用途。

Nginx服务器的最佳用法是在网络上部署动态HTTP内容，使用SCGI、WSGI应用程序服务器、用于脚本的FastCGI处理程序。它还可以作为负载均衡器。

8、请解释Nginx服务器上的Master和Worker进程分别是什么?

• 主程序 Master process 启动后，通过一个 for 循环来 接收 和 处理外部信号 ；
• 主进程通过 fork() 函数产生 worker 子进程 ，每个子进程执行一个 for循环来实现Nginx服务器对事件的接收和处理 。

一般推荐 worker 进程数与CPU内核数一致，这样一来不存在大量的子进程生成和管理任务，避免了进程之间竞争CPU 资源和进程切换的开销。而且 Nginx 为了更好的利用 多核特性 ，提供了 CPU 亲缘性的绑定选项，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。对于每个请求，有且只有一个工作进程 对其处理。首先，每个 worker 进程都是从 master进程 fork 过来。在 master 进程里面，先建立好需要 listen 的 socket（listenfd） 之后，然后再 fork 出多个 worker 进程。所有 worker 进程的 listenfd 会在新连接到来时变得可读 ，为保证只有一个进程处理该连接，所有 worker 进程在注册 listenfd 读事件前抢占 accept_mutex ，抢到互斥锁的那个进程注册 listenfd 读事件 ，在读事件里调用 accept 接受该连接。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。我们可以看到，一个请求，完全由 worker 进程来处理，而且只在一个 worker 进程中处理。

在 Nginx 服务器的运行过程中， 主进程和工作进程 需要进程交互。交互依赖于 Socket 实现的管道来实现。

master：负责加载配置，监听端口，创建子进程，监听子进程退出

work：负责网络连接的处理和协议的

nginx中多个work进程是如何监听同一个端口的?如何处理客户连接的惊群问题?

9、请解释代理设计中的正向代理和反向代理?

首先，代理服务器一般指局域网内部的机器通过代理服务器发送请求到互联网上的服务器，代理服务器一般作用在客户端。例如：GoAgent软件。我们的客户端在进行操作的时候，我们使用的正是正向代理，通过正向代理的方式，在我们的客户端运行一个软件，将我们的HTTP请求转发到其他不同的服务器端，实现请求的分发。

反向代理服务器作用在服务器端，它在服务器端接收客户端的请求，然后将请求分发给具体的服务器进行处理，然后再将服务器的相应结果反馈给客户端。Nginx就是一个反向代理服务器软件。

从上图可以看出：客户端必须设置正向代理服务器，当然前提是要知道正向代理服务器的IP地址，还有代理程序的端口。

反向代理正好与正向代理相反，对于客户端而言代理服务器就像是原始服务器，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。

10、请解释ngx_http_upstream_module的作用是什么?

ngx_http_upstream_module用于定义可通过fastcgi传递、proxy传递、uwsgi传递、memcached传递和scgi传递指令来引用的服务器组。

11、请解释什么是C10K问题?

C10K问题是指无法同时处理大量客户端(10,000)的网络套接字。

12、Nginx 常用命令有哪些？

• 启动 nginx 。
• 停止 nginx -s stop 或 nginx -s quit 。
• 重启 nginx -s reload 或 service nginx reload 。
• 重载指定配置文件 .nginx -c /usr/local/nginx/conf/nginx.conf 。
• 查看 nginx 版本 nginx -v 。

13、nginx中500、502、503、504 有什么区别？

500：

Internal Server Error 内部服务错误，比如脚本错误，编程语言语法错误。

502：

Bad Gateway错误，网关错误。比如服务器当前连接太多，响应太慢，页面素材太多、带宽慢。

503：

Service Temporarily Unavailable，服务不可用，web服务器不能处理HTTP请求，可能是临时超载或者是服务器进行停机维护。

504：

Gateway timeout 网关超时，程序执行时间过长导致响应超时，例如程序需要执行20秒，而nginx最大响应等待时间为10秒，这样就会出现超时。

14、Nginx 压缩了解吗，如何开启压缩？

开启nginx gzip压缩后，图片、css、js等静态资源的大小会减小，可节省带宽，提高传输效率，但是会消耗CPU资源。

开启：

    # 开启gzip
    gzip off;
​
    # 启用gzip压缩的最小文件，小于设置值的文件将不会压缩
    gzip_min_length 1k;
​
    # gzip 压缩级别，1-9，数字越大压缩的越好，也越占用CPU时间，后面会有详细说明
    gzip_comp_level 1;
​
    # 进行压缩的文件类型。javascript有多种形式。其中的值可以在 mime.types 文件中找到。
    gzip_types text/plain application/javascript application/x-javascript text/css application/xml text/javascript application/x-httpd-php image/jpeg image/gif image/png application/vnd.ms-fontobject font/ttf font/opentype font/x-woff image/svg+xml;
​

15、Nginx 和 Apache、Tomcat 之间的不同点

1、Nginx/Apache 是Web Server,而Apache Tomact是一个servlet container 2、tomcat可以对jsp进行解析，nginx和apache只是web服务器，可以简单理解为只能提供html静态文件服务。

Nginx和Apache区别：

1）Nginx轻量级，同样起web 服务，比apache占用更少的内存及资源 。

2）Nginx 抗并发，nginx 处理请求是异步非阻塞的，而apache 则是阻塞型的，在高并发下nginx 能保持低资源低消耗高性能 。

3）Nginx提供负载均衡，可以做做反向代理，前端服务器

4）Nginx多进程单线程，异步非阻塞；Apache多进程同步，阻塞。

16、Nginx 有哪些负载均衡策略

Nginx 默认提供的负载均衡策略：

• 1、轮询（默认）round_robin
  每个请求按时间顺序逐一分配到不同的后端服务器，如果后端服务器 down 掉，能自动剔除。
• 2、IP 哈希 ip_hash
  每个请求按访问 ip 的 hash 结果分配，这样每个访客固定访问一个后端服务器，可以解决 session 共享的问题。
  当然，实际场景下，一般不考虑使用 ip_hash 解决 session 共享。
• 3、最少连接 least_conn
  下一个请求将被分派到活动连接数量最少的服务器
• 4、权重 weight
  weight的值越大分配到的访问概率越高，主要用于后端每台服务器性能不均衡的情况下，达到合理的资源利用率。

还可以通过插件支持其他策略。

17、Nginx动静态资源分离做过吗，为什么要这样做？

动态资源、静态资源分离，是让动态网站里的动态网页根据一定规则把不变的资源和经常变的资源区分开来 路。

比如说 js、css、hrml从A服务器返回。图片 从B服务器返回，其他请求从Tomcat服务器C返回。

后台应用分开部署，提高用户访问静态代码的速度。而且现在还有CDN服务，不需要限制于服务器的带宽。

18 、ngx_http_upstream_module模块了解吗？

ngx_http_upstream_module模块用于将多个服务器定义成服务器组，可通过fastcgi传递、proxy传递、uwsgi传递、memcached传递和scgi传递指令来引用的服务器组。

比如访问www.a.com 缓存+调度：

http{
    proxy_cache_path /var/cache/nginx/proxy_cache levels=1:2:2 keys_zone=proxycache:20m inactive=120s max_si #缓存
ze=1g;
    upstream mysqlsrvs{
        ip_hash; #源地址hash调度方法 写了backup就不可用
        server 172.18.99.1:80 weight=2; #weight权重
        server 172.18.99.2:80;          #标记down，配合ip_hash使用，实现灰度发布
        server 172.18.99.3:80 backup;   #backup将服务器标记为“备用”，即所有服务器均不可用时才启用 
    }
}
server{
    server_name www.a.com;
    proxy_cache proxycache;
    proxy_cache_key $request_uri;
    proxy_cache_valid 200 302 301 1h;
    proxy_cache_valid any 1m;
    location / {
        proxy_pass http://mysqlsrvs;
    }
}

19、限流了解吗，怎么限流的？

Nginx 提供两种限流方式，一是控制速率，二是控制并发连接数。

1、控制速率

ngx_http_limit_req_module 模块提供了漏桶算法(leaky bucket)，可以限制单个IP的请求处理频率。

如：

1.1 正常限流：

http {
limit_req_zone 192.168.1.1 zone=myLimit:10m rate=5r/s;
}
​
server {
location / {
limit_req zone=myLimit;
rewrite / http://www.hac.cn permanent;
}
}

参数解释：

key: 定义需要限流的对象。
zone: 定义共享内存区来存储访问信息。
rate: 用于设置最大访问速率。

表示基于客户端192.168.1.1进行限流，定义了一个大小为10M，名称为myLimit的内存区，用于存储IP地址访问信息。rate设置IP访问频率，rate=5r/s表示每秒只能处理每个IP地址的5个请求。Nginx限流是按照毫秒级为单位的，也就是说1秒处理5个请求会变成每200ms只处理一个请求。如果200ms内已经处理完1个请求，但是还是有有新的请求到达，这时候Nginx就会拒绝处理该请求。

1.2 突发流量限制访问频率

上面rate设置了 5r/s，如果有时候流量突然变大，超出的请求就被拒绝返回503了，突发的流量影响业务就不好了。

这时候可以加上burst 参数，一般再结合 nodelay 一起使用。

server {
location / {
limit_req zone=myLimit burst=20 nodelay;
rewrite / http://www.hac.cn permanent;
}
}

burst=20 nodelay 表示这20个请求立马处理，不能延迟，相当于特事特办。不过，即使这20个突发请求立马处理结束，后续来了请求也不会立马处理。burst=20 相当于缓存队列中占了20个坑，即使请求被处理了，这20个位置这只能按 100ms一个来释放。

2、控制并发连接数

ngx_http_limit_conn_module 提供了限制连接数功能。

limit_conn_zone $binary_remote_addr zone=perip:10m;
limit_conn_zone $server_name zone=perserver:10m;
​
server {
    ...
    limit_conn perip 10;
    limit_conn perserver 100;
}

limit_conn perip 10 作用的key 是 $binary_remote_addr，表示限制单个IP同时最多能持有10个连接。

limit_conn perserver 100 作用的key是 $server_name，表示虚拟主机(server) 同时能处理并发连接的总数。

注： limit_conn perserver 100 作用的key是  $server_name，表示虚拟主机(server) 同时能处理并

发连接的总数。

20、nginx.conf文件解析

  1 文件有相应的ngx_conf 结构体，可以进行热更新

  2 基本的组织结构：协议，server：port 和localtion，1个http下可以多个server，即多个端口，一个server下可以有多个location

 http {

   server  {

          listen       80;

          localtion / {

    }

          localtion /a {

           }

   }

   server  {

          listen       8081;

          localtion / {

    }

          localtion /a {

           }

   }

}

21 负载均衡相关的知识

负载均衡策略：

• 1、轮询（默认）round_robin
  每个请求按时间顺序逐一分配到不同的后端服务器，如果后端服务器 down 掉，能自动剔除。
• 2、IP 哈希 ip_hash
  每个请求按访问 ip 的 hash 结果分配，这样每个访客固定访问一个后端服务器，可以解决 session 共享的问题。
  当然，实际场景下，一般不考虑使用 ip_hash 解决 session 共享。
• 3、最少连接 least_conn
  下一个请求将被分派到活动连接数量最少的服务器
• 4、权重 weight
  weight的值越大分配到的访问概率越高，主要用于后端每台服务器性能不均衡的情况下，达到合理的资源利用率。