nginx学习笔记

      传统上基于进程或线程模型架构的web服务通过每进程或每线程处理并发连接请求，这势必会在网络和I/O操作时产生阻塞，其另一个必然结果则是对内存或CPU的利用率低下。生成一个新的进程/线程需要事先备好其运行时环境，这包括为其分配堆内存和栈内存，以及为其创建新的执行上下文等。这些操作都需要占用CPU，而且过多的进程/线程还会带来线程抖动或频繁的上下文切换，系统性能也会由此进一步下降。

      在设计的最初阶段，nginx的主要着眼点就是其高性能以及对物理计算资源的高密度利用，因此其采用了不同的架构模型。受启发于多种操作系统设计中基于“事件”的高级处理机制，nginx采用了模块化、事件驱动、异步、单线程及非阻塞的架构，并大量采用了多路复用及事件通知机制。在nginx中，连接请求由为数不多的几个仅包含一个线程的进程worker以高效的回环(run-loop)机制进行处理，而每个worker可以并行处理数千个的并发连接及请求。

      如果负载以CPU密集型应用为主，如SSL或压缩应用，则worker数应与CPU数相同；如果负载以IO密集型为主，如响应大量内容给客户端，则worker数应该为CPU个数的1.5或2倍。

一、nginx进程介绍：

       Nginx会按需同时运行多个进程：一个主进程(master)和几个工作进程(worker)，配置了缓存时还会有缓存加载器进程(cache loader)和缓存管理器进程(cache manager)等。所有进程均是仅含有一个线程，并主要通过“共享内存”的机制实现进程间通信。主进程以root用户身份运行，而worker、cache loader和cache manager均应以非特权用户身份运行。

master主进程主要完成如下工作：
1. 读取并验正配置信息；
2. 创建、绑定及关闭套接字；
3. 启动、终止及维护worker进程的个数；
4. 无须中止服务而重新加载配置；
5. 程序平滑升级，启用新的二进制程序并在需要时回滚至老版本；
6. 重新打开日志文件，实现日志滚动；
7. 编译嵌入式perl脚本；

worker进程主要完成的任务包括：
1、解析http协议
2. 提供反向代理及过滤功能；
3. nginx任何能完成的其它任务；

cache loader进程主要完成的任务包括：
1. 检查缓存存储中的缓存对象；
2. 使用缓存元数据建立内存数据库；
接收、传入并处理来自客户端的连接；

cache manager进程的主要任务：
1. 缓存的失效及过期检验；

二、nginx特性：

在安装部署Nginx服务器时，一定要遵循：需要某个模块则安装，不需要则不要安装，每一个安装的模块都会影响Nginx的性能和占用系统资源。

    Nginx的特性：
        模块化设计、较好扩展性
        高可靠性
            master-->worker
        低内存消耗
            10000个keep-alive连接在Nginx仅消耗2.5MB
        支持热部署
            不停机而更新配置文件、更换日志文件、更新服务器程序版本
        
    基本功能：
        静态资源的web服务器，能缓存打开的文件 描述符
        http, smtp, pop3协议的反向代理服务器，缓存、负载均衡；
        支持FastCGI (fpm)
        模块化，非DSO机制，过滤器zip，SSI及图像大小调整；
        支持SSL
        
    扩展功能：
        基于名称和IP的虚拟主机；
        支持keepalive
        支持平滑升级
        定制访问日志 ，支持使用日志缓冲区提高日志存储性能
        支持url rewrite
        支持路径别名
        支持基于IP及用户的访问控制
        支持速率限制，支持并发数限制
        
    Nginx的基本架构：
        一个master进程，生成一个或多个worker
        事件驱动： epoll, kqueue, /dev/poll (event ports)
            消息通知：select, poll, rt signals
        支持sendfile, sendfile64
        支持AIO
        支持mmap
        
    nginx: 非阻塞、事件驱动、一个master生成一个或多个worker, 每个worker响应n个请求；

三、源码包安装：

        # ./configure --prefix=/usr/local/nginx --conf-path=/etc/nginx/nginx.conf --user=nginx --group=nginx --error-log-path=/var/log/nginx/error.log --http-log-path=/var/log/nginx/access.log --pid-path=/var/run/nginx/nginx.pid --lock-path=/var/lock/nginx.lock --with-http_ssl_module --with-http_stub_status_module --with-http_gzip_static_module --with-http_flv_module --with-http_mp4_module --http-client-body-temp-path=/var/tmp/nginx/client --http-proxy-temp-path=/var/tmp/nginx/proxy --http-fastcgi-temp-path=/var/tmp/nginx/fastcgi
        # make && make install


--prefix=/usr/local/nginx                                   指定nginx的编译安装目录
--conf-path=/etc/nginx/nginx.conf                  指定nginx的配置文件路径
--user=nginx                                                        指定运行nginx程序的用户
--group=nginx                                                     指定运行nginx程序的组
--error-log-path=/var/log/nginx/error.log       指定错误日志的位置
--http-log-path=/var/log/nginx/access.log      指定nginx访问日志的位置
--pid-path=/var/run/nginx/nginx.pid               指定nginx的pid文件的位置
--lock-path=/var/lock/nginx.lock                      指定nginx的lock文件的位置
--with-http_ssl_module                                       将ssl模块编译进Nginx
--with-http_stub_status_module                        将status模块编译进Nginx
--with-http_gzip_static_module                          将gzip模块（压缩）编译进Nginx
--with-http_flv_module                                       将flv模块编译仅Nginx
--with-http_mp4_module                                    将mp4模块编译仅Nginx
--http-client-body-temp-path=/var/tmp/nagix/client    指定http客户端请求缓存文件存放的路径
--http-proxy-temp-path=/var/tmp/nginx/proxy             指定http反向代理缓存文件存放目录的路径
--http-fastcgi-temp-path=/var/tmp/nginx/fastcgi          指定http  FastCGI缓存文件存放目录的路径

        
当预编译安装完成后：
Nginx的安装目录为：/usr/local/nginx
Nginx的配置文件目录为：/etc/nginx/nginx.conf
Nginx的错误日志存放的位置为：/var/log/nginx/error.log
Nginx的访问日志存放的位置为：/var/log/nginx/access.log
Nginx运行时生成的pid文件存放位置：/var/run/nginx/nginx.pid
Nginx的lock文件的存放位置：/var/lock/nginx.lock
http客户端请求缓存文件存放的路径：/var/tmp/nagix/client       这个目录系统不会创建，要自己手动创建
http反向代理缓存文件存放目录的路径：/var/tmp/nginx/proxy   这个目录系统不会创建，要自己手动创建       
http  FastCGI缓存文件存放目录的路：/var/tmp/nginx/fastcgi    这个目录系统不会创建，要自己手动创建

四、配置nginx配置文件使用vim打开是具备语法高亮功能

1、下载nginx.vim

下载页面：http://www.vim.org/scripts/script.php?script_id=1886

wget http://www.vim.org/scripts/download_script.php?src_id=14376 -O nginx.vim

2、安装nginx.vim

将nginx.vim放置于~/.vim/syntax/目录，

3、配置 nginx.vim

而后在~/.vim/filetype.vim中添加如下行：
au BufRead,BufNewFile /etc/nginx/*,/usr/local/nginx/conf/* if &ft == '' | setfiletype nginx | endif

其中“/etc/nginx”为nginx配置文件的目录。

五、配置文件:

主配置段的指令的类别：
            用于调试、定位问题
            正常运行必备的配置
            优化性能的配置
            事件相关的配置           

1、正常运行的必备配置：
            1、user USERNAME [GROUPNAME];
                指定运行worker进程的用户 和组，例如：
                user nginx nginx;                
            2、pid /path/to/pid_file；
                指定nginx的pid文件；                
            3、worker_rlimit_nofile #;  （就是指明一个进程能够打开的最大文件数）
                指定一个worker进程所能够打开的最大文件句柄数；                
            4、worker_rlimit_sigpending #;
                指定每个用户能够发往worker的信号的数量；

2、 优化性能相关的配置：
            1、worker_processes #:
                worker线程的个数；通常应该为物理CPU核心个数减1；
                
            2、worker_cpu_affinity cpumask ...;
                绑定worker进程至指定的CPU上；
                    CPUMASK
                        0001
                        0010
                        0100
                        1000
                    例如：
                        worker_cpu_affinity 00000001 00000010 00000100;
                
            3、worker_priority nice;
                -20, 19

3、事件相关的配置：
            1、accept_mutex [on|off]
                表示是否打开nginx的负载均衡锁；打开时表示能让多个worker轮流地、序列化地与响应新请求；               
            2、lock_file /path/to/lock_file;
            3、use [epoll|rgsig|select|poll];
                定义使用的事件模型；建议让Nginx自动选择；
            4、worker_connections #;
                每个worker进程所能够响应的最大并发请求数；

4、用于调试、定位问题：
            1、daemon [off|on]
                是否以守护进程方式启动nginx；
            2、master_process on|off;
                是否以master/worker模型来运行nginx;
            3、error_log /path/to/error_log level;
                错误日志文件及其级别；出于调试的目的，可以使用debug级别，但此级别只有在编译nginx时使用了--with-debug选项才有效；

                

5、网络连接相关的配置：
            1、keepalive_timeout time;
                保持连接的超时时长，默认为75s；
            2、keepalive_requests #;
                在一次保持连接上允许承载最大资源请求数；
            3、keepalive_disable [msie6|safari|none]
                为指定类型的浏览器禁用长连接；
            4、client_header_timeout time;
                读取http请求报文首部的超时时长；
            5、client_body_timeout time;
                读取http请求报文body部分的超时时长；
            6、send_timeout time；
                发送响应报文的超时时长；

6、对客户端请求进行限制：
            1、limit_except METHOD {...}
                指定对范围之外的其它方法的访问控制；
                
                limit_except GET {
                    allow 172.16.0.0/16;
                    deny all;
                }
            2、client_body_max_size SIZE;
                限制请求报文中body部分的上限；通过检测请求报文首部中的"Content_Length"来判定；
            3、limit_rate speed;    
                限制客户端每秒种传输的字节数，默认为0,表示无限制；

7、对内存或磁盘资源进行分配：
            1、client_body_in_file_only on|clean|off;
                请求报文的body部分是否可暂存于磁盘；on表示允许，并且即使请求结束，也不会删除暂存的内容；clean表示会删除；off不允许暂存；

8、MIME类型相关的配置：
           1、types {}
                定义MIME types至文件的扩展名；
                    types {
                        text/html .html;
                        image/jpeg  .jpg;
                    }
                    
            2、default_type text/html;
            

9、基于IP的访问控制：
        http, server, location
            allow, deny

10、文件操作优化相关的配置：
            1、aio on|off;
            2、open_file_cache_errors on|off;
                是否缓存  在文件缓存中   缓存打开文件时  出现找不到路径，没有权限等的   错误信息；
            3、open_file_cache_min_uses time;
                每隔多久检查一次缓存中缓存条目的有效性；默认60s;