切圖仔的 Nginx 小書?

切圖仔的 Nginx 小書

本文陸續介紹 Nginx 的功能、配置、及一些實用場景（待完善...）。

1、介紹 Nginx

1. Nginx 是什麼？

Nginx，不少工程師喜歡讀成'恩基克思'。Nginx 是一款高性能的HTTP和反向代理服務器軟件，第一個開源版本誕生於2004年,雖然誕生較晚但通過十多年的發展,已經成爲很是流行的 web 服務器軟件。其發展速度和流行程度已經遠遠超過其它同類軟件,成爲大型網站和高併發網站的首選。

2. Nginx 爲何流行

Nginx 之因此可以脫穎而出，一方面是由於市場每每會選擇簡單實用的技術,另外一方面是由於web服務器的高併發已經成爲趨勢,而高併發又要求架構具備健壯性和可伸縮性。Nginx 的特性迎合了市場的這個發展趨勢,它是爲性能而生,從發佈以來一直側重於高性能,高併發,低 CPU 內存消耗;在功能方面:負載均衡,反向代理,訪問控制,熱部署,高擴展性等特性又十分適合現代的網絡架構。更難得的是配置簡單文檔豐富,大大下降了學習的門檻。這樣穩定,性能強,功能豐富又簡單的產品固然會受歡迎了。

3. 爲何選擇 Nginx？

Apache 自1990年發佈以來，一直是 web 服務器市場的霸主。Nginx 雖然發佈較晚，可是卻由於在高併發下卓越的表現而迅速嶄露頭角。最初，Nginx 只是做爲 Apache 在高併發場景下的補充，二者結合輔助使用。而如今，Nginx 隨着迭代功能，在極多數場合已經能夠拋棄老大哥來獨當一面了。

Nginx 和 Apache 相同點：

• 同是 Http 服務器軟件，都採用模塊化結構設計
• 支持通用語言接口，如 PHP，Python 等。
• 支持正向代理和反向代理。
• 支持虛擬主機以及 SSL 加密傳輸
• 支持緩存以及壓縮傳輸
• 支持 URL 重寫
• 模塊多，擴展性強
• 多平臺支持

Nginx 的優點：

• 輕量級，安裝簡單、配置文件簡潔，運行時 CPU 內存使用率低。
• 性能強 支持多核，處理靜態文件效率高。
• 支持熱部署，啓動速度快，能夠在不間斷服務狀況下對軟件和配置進行升級
• 負載均衡 支持容錯和健康檢查
• 代理功能強大 支持無緩存的方向代理，同時支持 IMAP/POPS/SMTP 的代理

Nginx 的劣勢：

• 相對於老大哥 Apache 模塊要少一些
• 對動態請求的支持不如 Apache
• Windows 版本功能有限，受限於 Windows 的特性，支持最好的仍是 *unix 系統

4. Nginx 的工做原理

Nginx 由內核和一系列模塊組成，內核提供 Web Server 的基本功能，如啓動網絡協議，建立運行環境，接收和分配客戶端請求，處理模塊之間的交互。Nginx 的各類功能和操做都由模塊來實現。
Nignx 的模塊從結構上分爲：

• 核心模塊：HTTP 模塊、EVENT 模塊和 MAIL 模塊
• 基礎模塊：HTTP Access 模塊、HTTP FastCGI 模塊、HTTP Proxy 模塊和 HTTP Rewrite 模塊
• 第三方模塊：HTTP Upstream Request Hash 模塊、Notice 模塊和HTTP Access Key 模塊以及其它自開發模塊。

這樣的設計使 Nginx 方便開發和擴展，也正所以才使得 Nginx 功能如此強大。Nginx 的模塊默認編譯進 Nginx 中，若是須要增長或刪除模塊，須要從新編譯 Nginx ，這一點不如 Apache 的動態模塊加載方便。（若是需動態加載模塊，可使用兼容 Nginx 的web服務器 Tengine ）

5. Nginx 的請求處理

Nginx 使用一個多進程模型來應對外來需求，其中一個 master 進程，多個 worker 進程。master 進程負責管理 Nginx 自己和其餘 worker 進程。

全部實際上的業務處理邏輯都在 worker 進程，其內有一個無限循環執行的函數，不斷處理來自客戶端的請求，並進行處理，直到整個 Nginx 服務中止。

worker 進程中，ngx_worker_process_cycle() 就是這個無線循環的函數。內部對一個請求的簡單處理流程以下：

1. 操做系統提供的機制產生相關的事件
2. 接受和處理這些事件，若是是接收數據，則產生更高層的request對象
3. 處理 request 的 header 和 body
4. 產生響應，併發送回客戶端
5. 完成 request 的處理
6. 從新初始化定時器及其餘事件

如圖展現了 Nginx 模塊常規的HTTP請求和響應的過程:

2、Nginx 配置

#運行用戶
user nobody;
#啓動進程,一般設置成和cpu的數量相等
worker_processes  1;
 
#全局錯誤日誌及PID文件
#error_log  logs/error.log;
#error_log  logs/error.log  notice;
#error_log  logs/error.log  info;
 
#pid        logs/nginx.pid;
 
#工做模式及鏈接數上限
events {
    #單個後臺worker process進程的最大併發連接數    
    worker_connections  1024;
}
 
 
http {
    #設定mime類型,類型由mime.type文件定義
    include    mime.types;
    default_type  application/octet-stream;
    #設定日誌格式
    log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                      '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                      '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';
 
    access_log  logs/access.log  main;
 
    #sendfile 指令指定 nginx 是否調用 sendfile 函數（zero copy 方式）來輸出文件，
    #對於普通應用，必須設爲 on,
    #若是用來進行下載等應用磁盤IO重負載應用，可設置爲 off，
    #以平衡磁盤與網絡I/O處理速度，下降系統的uptime.
    sendfile     on;
    #tcp_nopush     on;
 
    #鏈接超時時間
    #keepalive_timeout  0;
    keepalive_timeout  65;
    
    #開啓gzip壓縮
    #gzip  off;
 
    #設定虛擬主機配置
    server {
        #偵聽80端口
        listen    80;
        #定義使用 www.nginx.cn訪問
        server_name  www.nginx.cn;
 
        #定義服務器的默認網站根目錄位置
        root html;
 
        #設定本虛擬主機的訪問日誌
        access_log  logs/nginx.access.log  main;
 
        #默認請求
        location / {
            
            #定義首頁索引文件的名稱
            index index.php index.html index.htm;   
 
        }
 
        # 定義錯誤提示頁面
        error_page   500 502 503 504 /50x.html;
        location = /50x.html {
        }
 
        #靜態文件，nginx本身處理
        location ~ ^/(images|javascript|js|css|flash|media|static)/ {
            
            #過時30天，靜態文件不怎麼更新，過時能夠設大一點，
            #若是頻繁更新，則能夠設置得小一點。
            expires 30d;
        }
 
        #PHP 腳本請求所有轉發到 FastCGI處理. 使用FastCGI默認配置.
        location ~ .php$ {
            fastcgi_pass 127.0.0.1:9000;
            fastcgi_index index.php;
            fastcgi_param  SCRIPT_FILENAME  $document_root$fastcgi_script_name;
            include fastcgi_params;
        }
 
        #禁止訪問 .htxxx 文件
            location ~ /.ht {
            deny all;
        }
 
    }
}

3、Nginx 命令行

不像其餘系統軟件，Nginx 僅由幾個命令行參數

-c </path/to/config> // 爲Nginx指定一個配置文件，來代替缺省的
-t // 不運行，僅僅測試配置。
-v // 顯示Nginx的版本
-V // 顯示Nginx的版本，編譯器版本和配置參數。

Nginx 啓動、中止、重啓命令

// 啓動
sudo nginx
// 或者
sudo /usr/local/Cellar/nginx/1.12.0_1/bin/nginx // 若是不知道實際路徑，能夠nginx —V查看

// 中止命令
ps -ef | grep nginx // 查看佔用進程
kill -QUIT nginx主進程號 // 從容中止
kill -TERM nginx主進程號 // 快速中止
kill -9 nginx主進程號 // 強制中止
// 或者
kill -QUIT `cat /usr/local/var/run/nginx.pid` // 若是不知道實際路徑，能夠nginx —V查看
// 重啓命令
kill -QUIT `cat /usr/local/var/run/nginx.pid`
sudo /usr/local/Cellar/nginx/1.12.0_1/bin/nginx

4、Nginx 實用

場景1：適配PC與移動web

通常門戶網站在訪問時，會有 PC 和 H五、Pad 幾個適配版本，咱們常會有這樣的需求，在網站被訪問時候，服務端來識別用戶是 PC 設備仍是移動設備，跳轉返回相應適配版本的頁面。

第一步一般是判斷 HTTP 請求頭的 User-Agent ，基本原理是經過正則匹配判斷，有一套開源的解決方案能夠直接使用：http://detectmobilebrowsers.com/，下載 Nginx 配置便可。
第二步就是經過以前對設備的判斷，來反向代理到不一樣的版本。

location / {
    proxy_pass http://leju.com
    if ($mobile_rewrite = perform) {  
        proxy_pass http://m.leju.com/  # 手機版  
    }     
}

第三步，由於可能錯誤判斷設備，或者用戶就想指定訪問某種設備版本，在頁面底部，一般會有連接跳轉其餘版本。

<div class="ll_btn">
            <a href="http://www.leju.com#ln=index_fdh">電腦版</a>
            <a href="http://pad.leju.com/?source=chuping#ln=index_fdh">PAD版</a>
            <a href="http://m.leju.com/touch/app/app_download.html?source=chupinghp#ln=index_fdh">客戶端</a>
</div>

同時在 Nginx 中加入判斷，若是包含指定 source 參數，則指定進入某個版本。

場景2：前端環境切換

前端開發中，咱們常常須要在多個環境（開發、內測、外測、預發、正式環境）進行切換。
咱們一般經過切換 host 指向搭配機器綁定不一樣域名的方式去實現：好比測試環境是dev.j.esf.sina.com，正式環境是j.esf.sina.com,搭配不一樣的 host 指向，能夠造成多種組合。

而經過反向代理的Nginx，更容易處理這種代理轉發的問題：

• 咱們經過點擊頁面的環境按鈕，讓綁定的 javascript 代碼往域名下種入帶有 IP 信息的 cookie，同時刷新頁面。
• Nginx 接收新的請求，讀取請求的 cookie ，若是包含指定的鍵名和值，則代理到這個 IP 地址。（http header 也能夠）
• 若是沒有，則代理到默認的線上環境。

set $env_id 「123.59.190.206」;
if( $http_cookie~* "host_id(\S+)(;.*|$)"){
    set $env_id $1;
}

location / {
    proxy_set_header Host $host;
    proxy_pass   http://$env_id:80;
}

...場景待續