Nginx简介_动力节点Java学院整理
1.什么是Nginx
Nginx来自俄罗斯的Igor Sysoev在为Rambler Media（http://www.rambler.ru/）工作期间，使用C语言开发了Nginx。Nginx作为Web服务器，一直为俄罗斯著名的门户网站Rambler Media提供着出色、稳定的服务。
Igor Sysoev将Nginx的代码开源，并且赋予其最自由的2-clause BSD-like license许可证。由于Nginx使用基于事件驱动的架构能够并发处理百万级别的TCP连接，高度模块化的设计和自由的许可证使得扩展Nginx功能的第三方模块层出不穷，而且优秀的设计带来了极佳的稳定性，因此其作为Web服务器被广泛应用到大流量的网站上，包括腾讯、新浪、网易、淘宝等访问量巨大的网站。
Nginx是一个跨平台的Web服务器，可运行在Linux、FreeBSD、Solaris、AIX、Mac OS、Windows等操作系统上，并且它还可以使用当前操作系统特有的一些高效API来提高自己的性能。
例如，对于高效处理大规模并发连接，它支持Linux上的epoll（epoll是Linux上处理大并发网络连接的利器，9.6.1节中将会详细说明epoll的工作原理）、Solaris上的event ports和FreeBSD上的kqueue等。
又如，对于Linux，Nginx支持其独有的 sendfile系统调用，这个系统调用可以高效地把硬盘中的数据发送到网络上（不需要先把硬盘数据复制到用户态内存上再发送），这极大地减少了内核态与用户态数据间的复制动作。
2.为什么选择Nginx
为什么选择Nginx？因为它具有以下特点：
（1）更快
这表现在两个方面：一方面，在正常情况下，单次请求会得到更快的响应；另一方面，在高峰期（如有数以万计的并发请求），Nginx可以比其他Web服务器更快地响应请求。
（2）高扩展性
Nginx的设计极具扩展性，它完全是由多个不同功能、不同层次、不同类型且耦合度极低的模块组成。因此，当对某一个模块修复Bug或进行升级时，可以专注于模块自身，无须在意其他。而且在HTTP模块中，还设计了HTTP过滤器模块：一个正常的HTTP模块在处理完请求后，会有一串HTTP过滤器模块对请求的结果进行再处理。这样，当我们开发一个新的HTTP模块时，不但可以使用诸如HTTP核心模块、events模块、log模块等不同层次或者不同类型的模块，还可以原封不动地复用大量已有的HTTP过滤器模块。这种低耦合度的优秀设计，造就了Nginx庞大的第三方模块，当然，公开的第三方模块也如官方发布的模块一样容易使用。
Nginx的模块都是嵌入到二进制文件中执行的，无论官方发布的模块还是第三方模块都是如此。这使得第三方模块一样具备极其优秀的性能，充分利用Nginx的高并发特性，因此，许多高流量的网站都倾向于开发符合自己业务特性的定制模块。 模块化设计、较好的扩展性，编译到Nginx，并随Nginx启动而启动，但是Tengine支持模块动态装卸机制。
（3）高可靠性
高可靠性是我们选择Nginx的最基本条件，因为Nginx的可靠性是大家有目共睹的，很多家高流量网站都在核心服务器上大规模使用Nginx。Nginx的高可靠性来自于其核心框架代码的优秀设计、模块设计的简单性；另外，官方提供的常用模块都非常稳定，每个worker进程相对独立，master进程在1个worker进程出错时可以快速“拉起”新的worker子进程提供服务。
（4）低内存消耗
一般情况下，10 000个非活跃的HTTP Keep-Alive连接在Nginx中仅消耗2.5MB的内存，这是Nginx支持高并发连接的基础。
（5）单机支持10万以上的并发连接
这是一个非常重要的特性！随着互联网的迅猛发展和互联网用户数量的成倍增长，各大公司、网站都需要应付海量并发请求，一个能够在峰值期顶住10万以上并发请求的Server，无疑会得到大家的青睐。理论上，Nginx支持的并发连接上限取决于内存，10万远未封顶。当然，能够及时地处理更多的并发请求，是与业务特点紧密相关的，本书第8～11章将会详细说明如何实现这个特点。
（6）热部署
master管理进程与worker工作进程的分离设计，使得Nginx能够提供热部署功能，即可以在7×24小时不间断服务的前提下，升级Nginx的可执行文件。当然，它也支持不停止服务就更新配置项、更换日志文件等功能。
（7）最自由的BSD许可协议
这是Nginx可以快速发展的强大动力。BSD许可协议不只是允许用户免费使用Nginx，它还允许用户在自己的项目中直接使用或修改Nginx源码，然后发布。这吸引了无数开发者继续为Nginx贡献自己的智慧。
（8）支持事件驱动、AIO、mmap
3.Nginx基本功能：
（1）静态资源的web服务器，能缓存打开的文件描述符。
（2）http、smtp、pop3协议的反向代理服务器（保护服务器，为服务器过滤不良用户请求，并封装用户请求，扮演成某些服务区，提供缓存减轻后端压力）
（3）缓存加速、负载均衡
（4）支持FastCGI（fpm，LNMP），uWSGI（Python）
（5）模块化（非DSO机制）过滤器，zip、ssi及图像的大小调整
（6）支持SSL，https服务。
4.扩展功能
基于名称和IP的虚拟机
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供日志存储性能
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
5.Nginx的基本架构：
一个master进程。负责生成多个worker进程。
事件驱动：epoll（边缘触发，Linux） kqueue（BSD）
I/O复用器：select，poll，rt signal
支持sendfile、sendfile64
支持AIO
支持mmap内存映射
nginx的工作模式：非阻塞、事件驱动，由一个master进程生成多个worker进程，每个worker响应n个请求。
6.模块类型：
核心模块、Standard HTTP modules、Optional HTTP modules、Mail modules、第三方模块
7.源码安装
yum -y install gcc gcc-c++
yum -y install pcre pcre-devel
yum -y install zlib zlib-devel
yum -y install openssl openssl-devel
tar xf nginx-VERSION.tar
cd nginx-VERSION
groupadd -r nginx
useradd -r nginx -g nginx
./configure --help(获取帮助)
--with-xx:原本没有启动，启动起来；--without-xx：原本已启动，停止启动
./configure --prefix=/usr/local/nginx --conf-path=/usr/local/nginx/conf/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/log/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 --http-uwsgi-temp-path=/var/tmp/nginx/uwsgi
make -j 4 && make install
mkdir -pv /var/tmp/nginx/{client,proxy,fastcgi,uwsgi}
启动nginx
/usr/local/nginx/sbin/nginx
8.配置文件介绍
main配置段：全局配置段
event{}:定义event模型工作特性
http{}:定义http协议相关的配置
配置指令：要以分号结尾。
支持使用变量：
内置变量：模块会提供内置变量定义
自定义变量：set var_name value;
主配置段的指令：
正常运行必备的配置
1.user username [groupname];指定运行worker进程的用户和组；
2.pid /path/to/pid_file;指定nginx守护进程的pid文件
pid /var/run/nginx/nginx.pid
3.worker_rlimit_nofile number;指定所有worker进程所能打开最大文件句柄数
优化性能的配置
1.worker_processes #;worker进程的个数；通常应该略少于CPU物理核心数；支持auto
2.worker_cpu――affinity cpumask... (例子：00000001 00000010 00000100)
优点：提升缓存的命中率
cpumask：
0000 0001：1号cpu
0000 0010：2号cpu
3.timer_resolution:计时器解析度，降低此值，可以减少gettimeofday()系统调用的次数
4.worker_priotity number;指明worker进程的nice值（越小，优先级越高）
事件相关的配置
1.accept_mutex {off|on};
master调度用户请求至各worker进程时使用的负载均衡锁；on表示能让多个worker轮流地、序列化地区响应新请求。
2.lock_file file;
accept-mutex用到的锁文件路径
3.use [epoll | rtsing | select | poll];
指明使用的事件模式，建议让Nginx自行选择；
4.worker_connections number;
设定单个worker进程所能够处理的最大并发连接数量；(但套接字有限)
worker_connections * work_processes < 60000
用于调试、定位问题(编译时加入--with-debug)
1.daemon {on|off};
是否以守护进程方式运行nginx；调试时应该设置为Off
2.master_process {on|off};
是否以master/worker模型来运行nginx，调试时可设置为Off
3.error_log 位置级别{debug,info,notice,warn,error,crit,altert,emerg}
总结：
常需要进行调整的参数：worker_processes,worker_connections,worker_cpu_affinity,worker_priority
nginx -s {stop,quit,reopen,reload}
nginx -t :测试语法
9.Nginx作为web服务器时使用的配置：
http{}:由ngx_http_core_module模块所引入；
配置框架：
http{
upstream{...}
server {
location {...} 类似于httpd中的<Location>,用于定义URL与本地文件系统的映射关系，可有多个
}#每个server类似于httpd中的一个<VirtualHost>
}
配置指令
1.server{}：定义一个虚拟主机
server{
listen 8080;
server_name www.bearlu.com;
root "/vhost/web1";
}
2.listen：指定监听的地址和端口
listen address[:port]
listen port;
3.server_name Name...:名称还可以使用正则表达式（~开头）通配符
（1）先做精确匹配检查；
（2）左侧通配符匹配检查：*.magedu.com
（3）右侧通配符匹配检查：mail.*
（4）正则表达式匹配检查：~*.*\magedu\.com$
（5）default_server
4.root path;设置资源路径映射；用于指明请求的URL所对应的资源所在的文件系统上的起始路径
5.location [= | ~ | ~* | ^~ | url] {...}
location @name {...}
允许根据用户请求的URL来匹配定义的各location；匹配到时，此请求将被相应的location配置块中的配置所处理，例如访问控制。
=：精确匹配检查
~：正则表达式模式匹配检查，区分字符大小写
~*：正则表达式模式匹配检查，不区分字符大小写
^~：URI的前半部分匹配，不支持正则表达式
记住：匹配的优先级：=、^~、~、~*、不带符号的location（越后，优先级越低）
6.alias path;
用于location配置段，定义路径别名；
注意：root表示指明路径为对应的location "/" URL
alias表示路径映射，即location指令后定义的URL是相对与alias所指明的路径而言；
7.index file; 默认主页面
8.error_page code [...] 状态码 [=code] URL|@name
根据http响应状态码来指明特用的错误页面；
error_page 404 /404_customed.html
error_page 404 =200 /404_customed.html
[=code]:以指定的响应码进行响应，而不是默认的原来的响应，默认表示以新资源的状态码为其响应码
9.基于IP的访问控制
allow、deny IP/network
allow IP、网络
10.基于用户的访问控制
basic、digest
auth_basic "验证原因"
auth_basic_user_file /etc/nginx/users/.htpasswd;
用htpasswd -c (第一次创建) -m（使用MD5码） /etc/nginx/users/.htpasswd tom 创建用户账号和密码文件
11.SSL
listen 443 ssl
server_name www.magedu.com
ssl_certificate /etc/nginx/ssl/nginx.crt;(证书)
ssl_certificate_key /etc/nginx/ssl/nginx.key;(私钥)
12.stub_status {on | off};nginx状态统计页面
仅能用户location上下文。并且allow IP; deny all;
显示结果：
Active connections：6 -----> 当前所有处于打开状态的连接数
server 已接受的连接数
accepts 已处理过的连接数
handled 已处理的请求书，在保持连接模式下
requests
Reading 正在接收请求状态的连接数
Writing 请求已经接收完成，正处理请求或发送响应的过程中的连接数
Waiting 处于保持Keepalive连接模式，且处于活动状态的连接数。
13.rewrite URL重写
格式：rewrite regex replacement flag
rewrite ^/images/(.*\.jpg)$ /imgs/$1 break;
IP/images/a/b/c/1.jpg ---> IP/imgs/a/b/c/1.jpg
作用：域名切换、重定向
flag： last：此rewrite规则重写完成后，不再被后面其他rewrite规则处理，而由User Agent重新对重写后URL再一次发起请求，并从头开始执行类似的过程；
break：一旦此rewrite规则重写完成后，发起请求，且不会再被当前location内的任何rewrite规则检测
redirect：临时重定向，以302响应码返回新的URL。（域名可改变）
permanent：永久重定向，以301响应码返回的URL。
14.if上下文
语法：if(condition) {...}
应用场景：server、location
condition：
（1）变量名：变量值为空串，或者以“0”开始，则为false
（2）以变量为操作数构成的比较表达式（=，！=）
（3）正则表达式的模式匹配操作
~：区分大小写的模式匹配
~*：不区分大小写的模式匹配
!~和!~*：对上面两种测试取反
（4）测试路径是否为文件：-f、!-f
（5）测试指定路径是否为目录：-d、!-d
（6）测试文件的存在性：-e、!-e
（7）测试文件是否有执行权限：-x、!-x
例如：
if($http_user_agent ~* MSIE){
rewrite ^(.*)$ /msie/$1 break;
}
15.防盗链
location ~* \.(jpg | gif | jpeg | png)$ {
valid_referer none blocked www.magedu.com;
if ($invalid_referer) {
rewrite ^/ http://www.magedu.com/403.html
}
}
16.定制访问日志格式
log_format main "$remote_addr $remote_user [$time_local] $request"
access_log logs/access.log main;
此处可以使用nginx各模块内建变量；
17.网络连接相关的配置
1. keepalive_timeout #;长连接的超时时长
2.keepalive_requests #;在一个长连接上所能够允许请求的最大资源数
3.keepalive_disable [msie6 | safari | none];为指定类型的UserAgent禁用长连接
4.tcp_nodelay on|off;是否对长连接使用TCP_NODELAY选项；更优化用户体验就打开，否则，等待充足的量才返回
5.client_header_timeout #;读取http请求报文首部的超时时长
6.client_body_timeout #;读取http请求报文body部分的超时时长
7.send_timeout #;发送相应报文的超时时长
总结
