面試必備：nginx知識梳理（收藏版）

Nginx概念

Nginx 是一個高性能的 HTTP 和反向代理服務(wù)。其特點是占有內(nèi)存少，并發(fā)能力強，事實上nginx的并發(fā)能力在同類型的網(wǎng)頁服務(wù)器中表現(xiàn)較好。

Nginx 專為性能優(yōu)化而開發(fā)，性能是其最重要的考量指標(biāo)，實現(xiàn)上非常注重效率，能經(jīng)受住高負(fù)載的考驗，有報告表明能支持高達(dá)50000個并發(fā)連接數(shù)。

在連接高并發(fā)的情況下，Nginx 是 Apache 服務(wù)不錯的替代品：Nginx 在美國是做虛擬主機生意的老板們經(jīng)常選擇的軟件平臺之一。

反向代理

在說反向代理之前，先來說說什么是代理和正向代理。

代理

代理其實就是一個中介，A和B本來可以直連，中間插入一個C，C就是中介。剛開始的時候，代理多數(shù)是幫助內(nèi)網(wǎng)client（局域網(wǎng)）訪問外網(wǎng)server用的。 后來出現(xiàn)了反向代理，反向這個詞在這兒的意思其實是指方向相反，即代理將來自外網(wǎng)客戶端的請求轉(zhuǎn)發(fā)到內(nèi)網(wǎng)服務(wù)器，從外到內(nèi)。

正向代理

正向代理即是客戶端代理，代理客戶端，服務(wù)端不知道實際發(fā)起請求的客戶端。

正向代理類似一個跳板機，代理訪問外部資源。

比如我們國內(nèi)訪問谷歌，直接訪問訪問不到，我們可以通過一個正向代理服務(wù)器，請求發(fā)到代理服服務(wù)上，代理服務(wù)器能夠訪問谷歌，這樣由代理去訪問谷歌取到返回數(shù)據(jù)，再返回給我們，這樣我們就能訪問谷歌了。

反向代理

反向代理即是服務(wù)端代理，代理服務(wù)端，客戶端不知道實際提供服務(wù)的服務(wù)端。

客戶端是感知不到代理服務(wù)器的存在。

是指以代理服務(wù)器來接受 Internet 上的連接請求，然后將請求轉(zhuǎn)發(fā)給內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)上的服務(wù)器，并將從服務(wù)器上得到的結(jié)果返回給 Internet 上請求連接的客戶端，此時代理服務(wù)器對外就表現(xiàn)為一個反向代理服務(wù)器。

負(fù)載均衡

關(guān)于負(fù)載均衡，先來舉個例子：

地鐵大家應(yīng)該都坐過吧，我們一般在早高峰乘地鐵時候，總有那么一個地鐵口人最擁擠，這時候，一般會有個地鐵工作人員A拿個大喇叭在喊“著急的人員請走B口，B口人少車空”。而這個地鐵工作人員A就是負(fù)責(zé)負(fù)載均衡的。

為了提升網(wǎng)站的各方面能力，我們一般會把多臺機器組成一個集群對外提供服務(wù)。然而，我們的網(wǎng)站對外提供的訪問入口都是一個的，比如www.taobao.com。那么當(dāng)用戶在瀏覽器輸入www.taobao.com的時候如何將用戶的請求分發(fā)到集群中不同的機器上呢，這就是負(fù)載均衡在做的事情。

負(fù)載均衡（Load Balance），意思是將負(fù)載（工作任務(wù)，訪問請求）進(jìn)行平衡、分?jǐn)偟蕉鄠€操作單元（服務(wù)器，組件）上進(jìn)行執(zhí)行。是解決高性能，單點故障（高可用），擴展性（水平伸縮）的終極解決方案。

Nginx提供的負(fù)載均衡主要有三種方式：輪詢，加權(quán)輪詢，Ip hash。

輪詢

nginx默認(rèn)就是輪詢其權(quán)重都默認(rèn)為1，服務(wù)器處理請求的順序：ABCABCABCABC…

upstream mysvr { server 192.168.8.1:7070; server 192.168.8.2:7071; server 192.168.8.3:7072; }

加權(quán)輪詢

根據(jù)配置的權(quán)重的大小而分發(fā)給不同服務(wù)器不同數(shù)量的請求。如果不設(shè)置，則默認(rèn)為1。下面服務(wù)器的請求順序為：ABBCCCABBCCC…

upstream mysvr { server 192.168.8.1:7070 weight=1; server 192.168.8.2:7071 weight=2; server 192.168.8.3:7072 weight=3; }

ip_hash

iphash對客戶端請求的ip進(jìn)行hash操作，然后根據(jù)hash結(jié)果將同一個客戶端ip的請求分發(fā)給同一臺服務(wù)器進(jìn)行處理，可以解決session不共享的問題。

upstream mysvr { server 192.168.8.1:7070; server 192.168.8.2:7071; server 192.168.8.3:7072; ip_hash; }

動靜分離

動態(tài)與靜態(tài)頁面區(qū)別

靜態(tài)資源： 當(dāng)用戶多次訪問這個資源，資源的源代碼永遠(yuǎn)不會改變的資源（如：HTML，JavaScript，CSS，img等文件）。

動態(tài)資源：當(dāng)用戶多次訪問這個資源，資源的源代碼可能會發(fā)送改變（如：.jsp、servlet 等）。

什么是動靜分離

動靜分離是讓動態(tài)網(wǎng)站里的動態(tài)網(wǎng)頁根據(jù)一定規(guī)則把不變的資源和經(jīng)常變的資源區(qū)分開來，動靜資源做好了拆分以后，我們就可以根據(jù)靜態(tài)資源的特點將其做緩存操作，這就是網(wǎng)站靜態(tài)化處理的核心思路。

動靜分離簡單的概括是：動態(tài)文件與靜態(tài)文件的分離。

為什么要用動靜分離

為了加快網(wǎng)站的解析速度，可以把動態(tài)資源和靜態(tài)資源用不同的服務(wù)器來解析，加快解析速度。降低單個服務(wù)器的壓力。

Nginx安裝

windows下安裝

1、下載nginx

nginx.org/en/download… 下載穩(wěn)定版本。以nginx/Windows-1.20.1為例，直接下載 nginx-1.20.1.zip。 下載后解壓，解壓后如下：

2、啟動nginx

直接雙擊nginx.exe，雙擊后一個黑色的彈窗一閃而過

打開cmd命令窗口，切換到nginx解壓目錄下，輸入命令 nginx.exe ，回車即可

3、檢查nginx是否啟動成功

直接在瀏覽器地址欄輸入網(wǎng)址 http://localhost:80 回車，出現(xiàn)以下頁面說明啟動成功！

Docker安裝nginx

我之前的文章也講過Linux下安裝的步驟，我采用的是docker安裝的，很簡單。

相關(guān)鏈接如下：Docker（三）：Docker部署Nginx和Tomcat

1、查看所有本地的主機上的鏡像，使用命令docker images

2、創(chuàng)建 nginx 容器 并啟動容器，使用命令docker run -d --name nginx01 -p 3344:80 nginx

3、查看已啟動的容器，使用命令docker ps

[圖片上傳失敗…(image-af849a-1631168446877)]

瀏覽器訪問服務(wù)器ip:3344，如下，說明安裝啟動成功。

注意：如何連接不上，檢查阿里云安全組是否開放端口，或者服務(wù)器防火墻是否開放端口！

linux下安裝

1、安裝gcc

安裝 nginx 需要先將官網(wǎng)下載的源碼進(jìn)行編譯，編譯依賴 gcc 環(huán)境，如果沒有 gcc 環(huán)境，則需要安裝：

yum install gcc-c++

2、PCRE pcre-devel 安裝

PCRE(Perl Compatible Regular Expressions) 是一個Perl庫，包括 perl 兼容的正則表達(dá)式庫。nginx 的 http 模塊使用 pcre 來解析正則表達(dá)式，所以需要在 linux 上安裝 pcre 庫，pcre-devel 是使用 pcre 開發(fā)的一個二次開發(fā)庫。nginx也需要此庫。命令：

yum install -y pcre pcre-devel

3、zlib 安裝

zlib 庫提供了很多種壓縮和解壓縮的方式， nginx 使用 zlib 對 http 包的內(nèi)容進(jìn)行 gzip ，所以需要在 Centos 上安裝 zlib 庫。

yum install -y zlib zlib-devel

4、OpenSSL 安裝

OpenSSL 是一個強大的安全套接字層密碼庫，囊括主要的密碼算法、常用的密鑰和證書封裝管理功能及 SSL 協(xié)議，并提供豐富的應(yīng)用程序供測試或其它目的使用。 nginx 不僅支持 http 協(xié)議，還支持 https（即在ssl協(xié)議上傳輸http），所以需要在 Centos 安裝 OpenSSL 庫。

yum install -y openssl openssl-devel

5、下載安裝包

手動下載.tar.gz安裝包，地址：nginx.org/en/download…

下載完畢上傳到服務(wù)器上 /root

6、解壓

tar -zxvf nginx-1.20.1.tar.gz cd nginx-1.20.1

7、配置

使用默認(rèn)配置，在nginx根目錄下執(zhí)行

./configue make make install

查找安裝路徑： whereis nginx

8、啟動 nginx

./nginx

啟動成功，訪問頁面：ip:80

Nginx常用命令

注意：使用Nginx操作命令前提，必須進(jìn)入到Nginx目錄 /usr/local/nginx/sbin

1、查看Nginx版本號：./nginx -v

2、啟動 Nginx：./nginx

3、停止 Nginx：./nginx -s stop 或者./nginx -s quit

4、重新加載配置文件：./nginx -s reload

5、查看nginx進(jìn)程：ps -ef|grep nginx

Nginx配置文件

Nginx配置文件的位置：/usr/local/nginx/conf/nginx.conf

Nginx配置文件有3部分組成：

1、全局塊

從配置文件開始到 events 塊之間的內(nèi)容，主要會設(shè)置一些影響 nginx 服務(wù)器整體運行的配置指令，比如：worker_processes 1。

這是 Nginx 服務(wù)器并發(fā)處理服務(wù)的關(guān)鍵配置，worker_processes 值越大，可以支持的并發(fā)處理量也越多，但是會受到硬件、軟件等設(shè)備的制約。一般設(shè)置值和CPU核心數(shù)一致。

2、events塊

events 塊涉及的指令主要影響 Nginx 服務(wù)器與用戶的網(wǎng)絡(luò)連接，比如：worker_connections 1024

表示每個 work process 支持的最大連接數(shù)為 1024，這部分的配置對 Nginx 的性能影響較大，在實際中應(yīng)該靈活配置。

3、http塊

http { include mime.types; default_type application/octet-stream; sendfile on; keepalive_timeout 65; server { listen 80;#監(jiān)聽端口 server_name localhost;#域名 location / { root html; index index.html index.htm; } error_page 500 502 503 504 /50x.html; location = /50x.html { root html; } } }

這算是 Nginx 服務(wù)器配置中最頻繁的部分。

演示示例

反向代理/負(fù)載均衡

我們在windows下演示，首先我們創(chuàng)建兩個springboot項目，端口是9001和9002，如下：

我們要做的就是將localhost:80代理localhost:9001和localhost:9002這兩個服務(wù)，并且讓輪詢訪問這兩個服務(wù)。

nginx配置如下：

worker_processes 1; events { worker_connections 1024; } http { include mime.types; default_type application/octet-stream; sendfile on; keepalive_timeout 65; upstream jiangwang { server 127.0.0.1:9001 weight=1;//輪詢其權(quán)重都默認(rèn)為1 server 127.0.0.1:9002 weight=1; } server { listen 80; server_name localhost; #charset koi8-r; #access_log logs/host.access.log main; location / { root html; index index.html index.htm; proxy_pass http://jiangwang; } } }

我們先將項目打成jar包，然后命令行啟動項目，然后在瀏覽器上訪問localhost來訪問這兩個項目，我也在項目中打印了日志，操作一下來看看結(jié)果，是不是兩個項目輪詢被訪問。

可以看到，訪問localhost，這兩個項目輪詢被訪問。

接下來我們將權(quán)重改為如下設(shè)置：

upstream jiangwang { server 127.0.0.1:9001 weight=1; server 127.0.0.1:9002 weight=3; }

重新加載一個nginx的配置文件：nginx -s reload

加載完畢，我們再訪問其localhost，觀察其訪問的比例：

結(jié)果顯示，9002端口的訪問次數(shù)與9001訪問的次數(shù)基本上是3:1。

動靜分離

1、將靜態(tài)資源放入本地新建的文件里面，例如：在D盤新建一個文件data，然后再data文件夾里面在新建兩個文件夾，一個img文件夾，存放圖片；一個html文件夾，存放html文件；如下圖：

2、在html文件夾里面新建一個a.html文件，內(nèi)容如下：

Hello World

3、在img文件夾里面放入一張照片，如下：

4、配置nginx中nginx.conf文件：

location /html/ { root D:/data/; index index.html index.htm; } location /img/ { root D:/data/; autoindex on;#表示列出當(dāng)前文件夾中的所有內(nèi)容 }

5、啟動nginx，訪問其文件路徑，在瀏覽器輸入http://localhost/html/a.html，如下：

6、在瀏覽器輸入http://localhost/img/

Nginx工作原理

mater&worker

master接收信號后將任務(wù)分配給worker進(jìn)行執(zhí)行，worker可有多個。

worker如何工作

客戶端發(fā)送一個請求到master后，worker獲取任務(wù)的機制不是直接分配也不是輪詢，而是一種爭搶的機制，“搶”到任務(wù)后再執(zhí)行任務(wù)，即選擇目標(biāo)服務(wù)器tomcat等，然后返回結(jié)果。

worker_connection

普通的靜態(tài)訪問最大并發(fā)數(shù)是：worker_connections * worker_processes/ 2 ；若是 HTTP 作為反向代理來說，最大并發(fā)數(shù)量應(yīng)該是 worker_connections * worker_processes/ 4 ，因為作為反向代理服務(wù)器，每個并發(fā)會建立與客戶端的連接和后端服務(wù)器的連接，會占用兩個連接。

當(dāng)然了，worker數(shù)也不是越多越好，worker數(shù)和服務(wù)器的CPU數(shù)相等時最適宜的。

優(yōu)點

可以使用 nginx –s reload 熱部署，利用 nginx 進(jìn)行熱部署操作每個 woker 是獨立的進(jìn)程，若其中一個woker出現(xiàn)問題，其他繼續(xù)進(jìn)行爭搶，實現(xiàn)請求過程，不會造成服務(wù)中斷。

總結(jié)

關(guān)于 Nginx 的基本概念、安裝教程、配置、使用實例以及工作原理，本文都做了詳細(xì)闡述。希望本文對你有所幫助。

HTTP Nginx 彈性負(fù)載均衡 ELB

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