Nginx学习总结

前言

Nginx学完已经有一段时间了，现在有点忘记了，真的是鱼的记忆~~~于是今天把它总结一遍，就当作是复习。

一、Nginx的基本概念

Nginx是一个高性能的HTTP和反向代理web服务器，同时也提供了IMAP/POP3/SMTP服务。其特点是占有内存少，并发能力强，有报告表明能支持高达50000个并发连接数。

1、反向代理

说到反向代理，不得不说说正向代理，什么是正向代理，如果把局域网外的Internet想象成一个巨大的资源库，则局域网中的客户端要访问Internet，则需要通过代理服务器来访问，这种代理服务器就称为正向代理。简单来说，就是访问一个网址，先给浏览器配置代理服务器（区别与反向代理），通过代理服务器再去帮我们访问网址。比如说：翻墙~~~

反向代理： 我们只需要将请求发送到反向代理服务器，由反向代理服务器去选择目标服务器，目标服务器处理完后返回数据，再返回给客户端，此时反向代理服务器和目标服务器对外就是一个服务器，暴露的是代理服务器地址，隐藏了真实服务器IP地址。比如说Nginx。如图：

 

 

 正向代理和反向代理区别：

正向代理代理的是客户端，帮客户端发送请求给目标服务器，服务器响应后，由代理服务器将响应内容返回给客户端，使客户端对目标服务器不可见。

反向代理代理的是目标服务器，负责收发请求，目标服务器对客户端来说是不可见的。

2、负载均衡

在我们传统单一的web项目中，完整的一个过程是：客户端发起请求 --> 服务器 --> 数据库-->返回客户端，在并发量少时，这样是没问题的，但随着使用人群的增多，并发量变大，项目就会出现性能瓶颈，经常出现宕机的情况。为了解决这个问题，我们有许多解决方案，最直接的就是提高硬件设施的性能，但这样做不但成本高，而且随着项目的复杂度、访问量等继续增大，带来的问题也越来越多。我们打个比喻，开始2个人同时吃饭（并发），我们拿个小锅就可以解决，然后到10个，我们可以换成大一点的，如果到100个人，我们就不太可能买一口能够做100份食物的锅了，这时，我们可以买10口做10个人的饭的锅，这样也能满足我们的需求。负载均衡也一样，我们通过多台服务器（集群）来解决大并发的问题，Nginx自动帮我们将请求分配到各个服务器。

3、动静分离

用来加快网站的解析速度，可以把动态页面和静态页面由不同的服务器来解析，加快解析的速度，降低原来单个服务器的压力。如图：

 

二、Nginx在Linux下的安装

Nginx下载官网

这里附上Nginx的下载官网，网上的安装教程很多，大家可以自行选择版本进行安装，我就不赘述了。

三、Nginx的基本操作

1、基本命令

注意，使用Nginx操作命令的前提条件，必须进入到Nginx的目录--这里是我的安装目录，大家进入自己的安装目录即可

/usr/local/nginx/sbin

常用命令如下

# 查看版本号
./nginx -v
# 启动nginx
./nginx
# 关闭nginx
./nginx -s stop
# 重新加载nginx（修改配置文件使其生效）
./nginx -s reload

2、配置文件

Nginx的配置文件在Nginx目录下的conf目录，全名为nginx.conf
Nginx的配置文件由三部分组成

全局块

从配置文件开始到events块之间的内容，主要会设置一些影响Nginx服务器整体运行的配置指令

比如配置：worker_processes 1;
这是Nginx服务器并发处理服务的关键配置，它的值越大，可以支持的并发处理量也越多，但是会受到硬件、软件等设备的制约。

events块

events块涉及的指令主要影响Nginx服务器与用户的网络连接，常用的设置包括是否允许同时接收多个网络连接，选取哪种事件驱动模型来处理连接请求，每个worker process可以同时支持的最大连接数等

比如配置：worker_connections 1024;
单个worker进程支持的最大连接数为1024，这部分配置对于Nginx的性能影响较大，在实际中应灵活配置

http块

这是Nginx配置中最频繁的一部分，代理、缓存和日志定义等绝大多数功能和第三方模块的配置都在这里，需要注意的是，http块包括http全局块和server块

http全局块
这部分包括文件引入，MIME-TYPE定义，日志自定义、连接超时时间、单链接请求数上限等。

server块
这块和虚拟主机有密切关系，从用户角度看，虚拟主机和一台独立的硬件主机是完全一样的，该技术的产生是为了节省互联网服务器硬件成本。每个 http 块可以包括多个 server 块，而每个 server 块就相当于一个虚拟主机。而每个 server 块也分为全局 server 块，以及可以同时包含多个 locaton 块。

全局 server 块
最常见的配置是本虚拟主机的监听配置和本虚拟主机的名称或IP配置。
比如配置监听80端口，服务名称为localhost

     listen  80;
     server_name  localhost;

location 块
一个 server 块可以配置多个 location 块。这块的主要作用是基于 Nginx 服务器接收到的请求字符串（例如 server_name/uri-string），对虚拟主机名称 （也可以是IP 别名）之外的字符串（例如 前面的 /uri-string）进行匹配，对特定的请求进行处理，包括地址定向、数据缓存和应答控制等功能，还有许多第三方模块也在这里配置。
比如如下配置：

location /{
    root    html;
    index   index.html main.html
}

用Word画了一张图帮大家更好地理解配置文件中的各个模块的关系

四、Nginx实例配置

（一）反向代理

1、准备工作
安装tomcat
 A 在linux系统安装tomcat，使用默认端口8080

（1）将tomcat的压缩包放到/usr/src目录下（可以使用filezilla工具通过拖动的方式来上传）

（2）进入目录，将tomcat解压，命令：tar -xvf 压缩包名称

（3）启动tomcat：进入tomcat目录，有一个startup.sh，执行命令：./startup.sh，启动成功后会看到 Tomcat started的提示，也可以通过日志查看启动效果，进入到 logs 目录下，输入命令：tail -f catalina.out 即可查看
B 对外开放访问的端口

在这里我们先添加开放的端口号：8080
# 添加开放端口:8080
firewall-cmd --add-port=8080/tcp --permanent
# 重新加载
firewall-cmd --reload
查看开放的端口号
firewall-cmd --list-all

C 在windows系统中通过浏览器访问tomcat

在浏览器输入：服务器ip:8080，如果访问到的是tomcat的主页面，则是成功了，我们进入下一步

2、实例实现
实现的效果为，在浏览器地址输入 www.666.com 就跳转到linux系统的tomcat主页面中

A 配置域名

先在C:\Windows\System32\drivers\etc目录下配置自己的域名（如果不是买的~~），这个域名可以随便取名，配置格式为：服务器ip+空格+域名，这样你的机子就知道这个域名对应的ip是啥了，不然就只有买一个，让你的机子去DNS服务器上找（大学生穷啊），例如：192.168.146.100 www.666.com，配置好后，我们可以通过 www.666.com:8080访问到tomcat

B Nginx请求转发的配置

进入到Nginx的配置文件，进行配置

server {
    #监听端口
    listen  80;
    #监听ip
    server_name 192.168.146.100;
    
    location / {
        root html;
        #代理的目标地址
        proxy_pass http://127.0.0.1:8080;
        index index.html main.html;
    }
}

修改后保存（esc键 :wq），并运行nginx：./nginx
C 验证是否生效
输入www.666.com，如果来到了tomcat的主页面，则是成功了

（二）负载均衡

实现效果，浏览器地址栏访问：http://192.168.146.100/edu/cs.html，负载均衡效果，平均到 8080端口和8081端口中

1、准备工作

准备两台tomcat服务器，一台8080，一台8081
在两台tomcat服务器的webapps目录中，创建名称是edu的文件夹，再创建不同的html页面（用于区分）

2、Nginx配置
进入到Nginx的配置文件，开始配置
配置后保存退出

upstream myserver {
    server 192.168.146.100:8080;
    server 192.168.146.100:8081;
}
server {
    listen 80;
    server_name 192.168.146.100;
    location / {
        #代理的目标地址就是我们前面配置的myserver
        proxy_pass http://myserver;
    }
}

3、 测试效果

保存配置文件后应重启Nginx，然后访问 http://192.168.146.100，请求多次，如果相应的结果是交替的（轮询），则是成功了

4、Nginx负载均衡策略
前面的测试中，我们发现Nginx的默认策略是轮询，那它还有哪些策略呢，这里我进行一些补充

weigh（权重）
默认值为1，权重越高的被分配的机会越大，被请求的次数也越多（成正比）
示例配置如下

upstream myserver {
    server 192.168.146.100:8080 weight=3;
    server 192.168.146.100:8081 weight=5;
}

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的问题
示例配置如下

upstream myserver {
    ip_hash
    server 192.168.16.168:8881;
    server 192.168.16.168:9991;
}

fair（第三方）
按照后端服务器的响应时间来分配（服务器配置高的多接收点响应），响应时间短的优先分配
示例配置如下

upstream myserver {
    server 192.168.146.100:8080;
    server 192.168.146.100:8081;
    fair
}

（三）动静分离

在前面Nginx的介绍部分，我们讲到了什么是动静分离，从目前实现角度来讲，大致分为两种：
（1）将静态文件独立成单独的域名，放在独立的服务器上，这是主流的方案
（2）将静态和动态的文件放在一起，通过Nginx来分开。我们通过 location 指定不同的后缀名实现不同的请求转发。通过 expires 参数设置，可以使浏览器缓存过期时间，减少与服务器之前的请求和流量。具体 Expires 定义：是给一个资源设定一个过期时间，也就是说无需去服务端验证，直接通过浏览器自身确认是否过期即可， 所以不会产生额外的流量。此种方法非常适合不经常变动的资源。

 

 

 

五、Nginx基本原理

1、master&worker机制
Nginx 启动后，由两个进程组成，一个是master（管理者），一个是worker（工作者）
一个Nginx：master只有一个，worker可以有多个，master的工作包括：接受信号，将信号分发给worker进程，监听worker进程工作状态，当worker进程退出时(非正常)，启动新的worker进程。

可以通过命令查看相关进程

ps -ef | grep nginx

master就相当于领导，不做实质工作，只分配工作，worker是员工，负责处理工作，当一个请求进来，master进行管理，worker通过争抢（妥妥的卷王）的方式去获取请求，图示：

 

2、master&worker机制的优势
（1）首先，每个 worker是独立的进程，不需要加锁，所以省掉了锁带来的开销，同时在编程以及问题查找时，也会方便很多
（2）可以使用 nginx –s reload 热部署（不需要停机，边工作，边加载新的配置）
（3）采用独立的进程，可以让互相之间不会影响，一个进程退出后，其它进程还在工作，服务不会中断，master 进程则很快启动新的 worker 进程

3、相关问题
worker的数量：
Nginx 同 redis 类似都采用了 io 多路复用机制，每个 worker 都是一个独立的进程，每个进程里只有一个主线程，通过异步非阻塞的方式来处理请求， 即使是千上万个请求也不在话下。每个 worker 的线程可以把一个 cpu 的性能发挥到极致。所以 worker 数和服务器的 cpu 数相等是最为适宜的。设少了会浪费 cpu，设多了会造成 cpu 频繁切换上下文带来的损耗

连接数worker_connection
发送一个请求需要占用两个或者四个worker，静态资源为两个（一来一回），动态资源（服务器）为四个（Nginx还要去访问tomcat等服务器，拿到信息后返回，占用两个）

Nginx支持的最大并发数
Nginx 有一个 master，有四个 woker，每个 woker 支持最大的连接数 1024，支持的最大并发数是多少？

普通的静态访问最大并发数是： worker_connections * worker_processes / 2

而如果是 HTTP 作为反向代理来说，最大并发数量是 worker_connections *worker_processes / 4

这个值是表示每个worker 进程所能建立连接的最大值，所以，一个Nginx 能建立的最大连接数，应该是 worker_connections * worker_processes。当然，这里说的是最大连接数，对于 HTTP请求 本地资源来说 ， 能 够支持的最大并发数量是worker_connections * worker_processes，如果是支持 http1.1的浏览器每次访问要占两个连接，所以普通的静态访问最大并发数是： worker_connections * worker_processes / 2，而如果是 HTTP 作 为反向代理来说，最大并发数量应该是 worker_connections * worker_processes / 4。因为作为反向代理服务器，每个并发会建立与客户端的连接和与后端服务的连接，会占用两个连接。

创作不易，老铁们点赞收藏加关注~~~~