Nginx基础

前言

apache在设计的时候已经考虑了并发访问模型，select（）机制可以响应1024个访问，但是当数量再大，千万级别的时候http就响应不过来了。这个时候，nginx的出现解决了这一个问题。nginx是一个安装简单、配置文件简单、占用内存少、稳定性高、处理并发能力非常强、灵活好用等有点聚集于一身的轻量级服务器。在Linux操作系统中，Nginx使用epoll事件模型，效率相当高，Nginx能够支持高达5万个并发连接数的响应，在高连接并发的情况下，Nginx是apache服务器不错的替代品。

一、IO模型相关概念

1、同步模型：

一个任务的完成需要依赖另一个任务的时候，被依赖的完成后才能完成这个任务。

A依赖于B，B完成了，才能完成A。http进程去调用内核在那等着，内核去磁盘上加载资源，资源加载完了，返回给http进程，http进程才能进行下一步。

2、异步模型：

调用者无需等待被调用者完成，只是通知被依赖的任务，我要完成什么事，你来帮我完成，要依赖于通知，依赖于回调函数。

3、消息通知

被调用者

同步：等待对方返回消息

异步：被调用者通过消息通知或回调，状态是调用者每隔一段时间要检查一次，处于盲等状态。通知是好了就来通知。

调用者

阻塞：block （盲等） 调用结果返回之前，调用者会被挂起

非阻塞：nonblock （非盲等）

4、IO模型

同步阻塞：同步挂起

同步非阻塞：同步没挂起，它是怎么等待数据呢？数据准备好了，开始第二阶段了怎么办，所有那个去干别的事的进程要反复轮巡，过一会跑过来看看，数据加载完了没有，非阻塞的也变成阻塞的了，性能极差。

IO复用：为了解决同步非阻塞的进程老来查询数据，就准备了一个显示器【seletc（），1024】，最多显示1024个，你别来轮巡内核了，直接看轮巡屏幕就好了。

异步：不会阻塞，也可能会阻塞，在等待消息上。

5、IO分类

网络IO：本质是socket读取

磁盘IO：流

6、每次IO经过的两个阶段

数据首先会从磁盘或网络先加载到内核内存（缓冲区），等待数据准备完成

数据从内核缓冲区复制到用户空间的进程的内存中去，数据从内核复制到进程中去。

7、区别

同步阻塞：第一二阶段全部挂起

异步非阻塞：第一阶段没挂起，盲等，第二阶段挂起

IO复用：第一阶段阻塞，到大屏幕上，而不是内核上，第二阶段也阻塞。

二、Nginx概念

1、Nginx特性：

（1）模块化设计，较好的扩展性；

（2）高可靠性，master/worker

（3）支持热部署：不停更新配置文件、更换日志文件更新服务程序版本；

（4）低内存消耗:10000个keep-alive连接模式下的非活动连接仅消耗2.5M内存

（5）基本功能：静态资源的web服务器，可为http做反向代理。还有POP3limap4协议的反向代理服务器，邮件，FASTCGI等协议；lnmp。模块化（非DSO），编译时确定：著名的有zip，ssl，……；与web服务器相关的功能：虚拟主机，keepalive，访问日志，url，rewrite，路劲别名，基于ip及用户的访问控制，速率限制及并发数限制。

2、Nginx的程序架构

master\worker架构：一个master进程，可生成一个或多个work进程；

master：加载配置文件，管理worker进程，平滑升级……

worker：http服务，http代理，fastcgi代理

3、Nginx的模块类型

（1）核心模块：core module （2）标准模块：httpd模块（标准的httpd模块和可选的httpd模块） （3）3rd party modules

4、nginx的安装epel源（下面用编译的方法安装）

1、安装编译环境：

yum groupinstall "Development Tools" "Server Platform Development" -y

2、安装可能要启用的东西：openssl、pcre、zlib等等

yum -y install openssl-devel pcre-devel zlib-devel

3、创建nginx系统用户

useradd -r nginx

4、在nginx官网下载nginx，解压缩，次版本号是双数则是稳定版

wget http://nginx.org/download/nginx-1.8.1.tar.gz

5、根据需要configure

./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-debug --with-http_stub_status_module  --with-http_gzip_static_module

6、启动：/usr/local/nginx/sbin/nginx

7、报错如下：

问题是，错误的原因是没有创建nginx这个用户，应该在服务器系统中添加nginx用户组和用户nginx，方法如下：

/usr/sbin/groupadd -f nginx
/usr/sbin/useradd -g nginx nginx

ps aux 可以看到进程

8、然后可以启动了，命令太长了怎么办，修改一下

vim /etc/profile.d/nginx.sh

export PATH=/usr/local/nginx/sbin:$PATH

exec bash /etc/profile.d/nginx.sh （立即生效）

nginx -t 是检测配置文件是否正确的

nginx -s reload 重载nginx

nginx -s stop 停止启动

nginx 启动

9、配置文件（主配置文件/etc/nginx下的nginx.conf)

主要配置文件是：nginx.conf

可以自定义 conf.f/*.conf

还有facsgi、scgi、uwscgi的相关配置

配置指令(必须以分号结尾）；

支持使用变量：内置变量（由模块引入，可以直接使用），自定义变量（set variablename value)，引入变量（$variablename)

三、配置文件结构（三大块）

main block ：全局配置，对http及mail模块均有效；

worker-processes 1；表示有几个worker进程
worker-connectios 1024；表示每个worker进程同时可以响应多少个进程

event 部分：事件驱动的相关配置

http部分：http协议相关配置，web相关的都放在这里面

http {
    …… 公共配置
        server {
            ……虚拟主机自己的配置
        }
        server{
            ……
            server_name 主机名
            root -->DocumentRoot
            alias-->http alias
            location /url/{
                    ……
                            }
            }
    }

1、main配置段：全局配置

官网可以看具体使用方法：http://nginx.org/en/docs/ngxcoremodule.html

配置指令的类别：正常运行必备的配置；优化性能的配置；用于调试、定位问题的配置

（1）正常运行必备的配置

1、user USERNAME [GROUPNAME];
    指定用户运行work进程的用户和组；
例如：user nginx nginx；

2、pid /PAEH/TO/PID_FILE;指明运行时的pid文件在哪，指定nginx进程的pid文件路径：
    pid /var/run/nginx.pid;

3、worker_rlimit_nofile number:单个work进程可以打开的最大文件数，默认是1024个，如果有很多，可以调大一点

（2）性能优化相关配置：

1、worker_processes number |auto;自动设定，1.8以后才支持
用来指明work作进程的进程数
通常应该为cpu的核心数减1，可以是auto

16核服务器，14个隔离出来，2个运行，剩下14个每个绑一个work，不这样做，每个cpu核心都需要被work进程去调度的，不断的被进程切换着，nginx被切换出去以后，下次再切换过来就不一定是原来那个核了，cpu本地缓存就不能应用了，性能得不到提升，nginx性能很重要。

ps aux 有几个worker process
lscpu 看cpu有几个  可以相同，也可以-1.

2、work_cpu_affinity cpumask ...;
  worker_cpu_affinity auto [cpumask],auto是自动绑定，也可能不支持

  work_processes 2;
  work_cpu_affinity 0010 0100;  
  含义就是选的两个work_process，绑定在哪两个cpu上

（3）指明进程优先级，nice越小，优先级越高

1、worker_priority number；优先级
nice：[-20,19]
ps axo command,pid,psr,ni

例子：worker_priority -5；检测，重载

（4）调试定位问题：

1、daemon on |off；
是否以守护进程方式启动Nginx，默认是

2、master——process on|off；
是否以master|work 模式启动，正常都应该启动

3、error_log 错误日志文件记录方式及日志级别
    debug要使用，在编译时--with要加上

方式：
    file /PATH/TO/SOME_LOG_FILE;
    stderr:发送到错误输出，在当前终端
    syslog：server=address[parameter=value]:发送到syslog服务器；
    memory：size，记录内存中，已关机就没了

日志级别：
    debug依赖于configure  --with-debug选项

2、event配置段

官方文档：http://nginx.org/en/docs/ngxcoremodule.html

1、worker_connections number;最大并发响应数
    每个work进程所能够打开的最大连接数；默认是512个

最大连接数=work_process*work_connections

2、use method;
    指明并发连接请求处理时使用的方法；

3、accept_mutex on
    让work processes轮流的接受新的连接，一般都启用，启用时表示用于让多个work轮流地序列化地响应请求

4、lock_file file；
    nginx使用锁机制去管理互斥

3、http配置段（重点）

官方参考：http://nginx.org/en/docs/http/ngxhttpcore_module.html

五大块：定义套接字相关功能，定义路径相关配置，定义客户端请求的相关配置，对客户的请求进行限制的相关配置，文件操作优先的配置。

（1）定义套接字相关功能

1、server{……} 定义虚拟主机的
    对于nginx，基于ip与主机名没什么区分


server { 很容易
    listen port；
    server_name HOSTNAME;(主机名，可以使用正则表达式的模式）
    root /PATH/TO/DOCUMENTROOT;
    ……
    }

2、listen  监听在哪个端口，格式如下：
    listen address
    listen port
    listen unix

例如：
    listen 127.0.0.1:8000;
    listen 127.0.0.1;
    listen 8000;
    listen *:8000;
    listen localhost:8000;

    default_server :设置默认虚拟主机
    ssl：限制通过ssl连接提供服务
    backlog：后缓队列的长度
    rcvbuf：接收缓冲大小
    sndbuf：发送缓冲区大小

3、server_name  name ...;
指明当前server的主机名；后可跟一个或空白字符分隔的多个主机，支持使用*，任意长度的任意字符

例如：www.magedu.com   支持~起始的正则表达式模块字符串

server_name www.magedu.com;
server_name *.magedu.com;
server_name www.magedu.*;
server_name -^.*\.magedu\.*$;

mail.magedu.com 2,4  优先是2
www.magedu.com  1,2,3,4  优先是1
越精确，优先级越高

（2）定义路径相关配置：

1、root path：设置web资源路径映射，用于指明用户请求的url所对应的本地文件系统的文档目录路径；可用上下文有：http，server，location，if

例子：把location的root注释掉，自己在server下面加，http下也可以加，可以对多个server生效

root /web/html/;

测试如下：（果然比http简单多了）

vim nginx.conf,再加个server
    server {
        listen 80;
        server_name www.cwj.com www.a.com;
        root /web/html2;
        }

为了便于管理，我们也可以令创建一个文件，专门编辑这些主机文件，如下，在/etc/nginx 下创建一饿个conf.d的目录，然后编辑host2.conf：

vim conf.d/host2.conf
vim nginx.conf
include conf.d/*.conf；

注意事项：

（1）基于port的虚拟主机：listen指令要使用不同的端口
（2）基于hostname的虚拟主机：server_name指令指向不同的主机名
（3）基于ip的虚拟主机：listen ip：port；

2、tcp_nodelay on|off
    对keepalived模式下的连接是否启用TCP_NODELAY选项

3、tcp_nopush on|off ；默认的选off

4、sendfile：在内核封装后直接发送给客户端，不反回httpd或者nginx，默认是off，要on起来

5、location 很有用，根据用户请求的url来匹配定义的location，匹配到时，请求将被相应的location块中的配置所处理；

例如：
    root /web/host1;
    路径是：/web/host1/images/1.jpg
    主机名是：www.cwj.com
    网址应该是：http://www.cwj.com/images/1.jpg

location 含有if之意，引入一个新的上下文，里面如果可以匹配到，则执行
location ~*\.txt {
    gzip on ;
                }

server {可以多个，嵌套
    ……
    location {
            }
    location {
            }
        ……
        }

=：url精确匹配，用户使用的与这里完全不差
~：正则表达式模式匹配，区分大小写
~*：正则表达式模式匹配，不区分大小写
^~:牟定行首的，url左半部分进行匹配
优先级：越精确，越优先：=   ^~   ~|~*   不带符号的


6、alias 同http alias  ，路径别名
alias path；定义路径别名，文档映射的一种机制，仅能用于location上下文

例如：
alias /bbs/  /web/forum/    ,既是  /bbs/  = /web/forum/

http://www.magedu.com/bbs/a.jpg
    /web/forum/a.jpg


location /bbs/ {
    alias /web/forum/;
            }

    /web/forum/a.jpg



location /bbs/ {
    root /web/forum/;
            }

    /web/forum/bbs/a.jpg

root指令：给定的路径对于location中的/url/最左侧的/

7、index：
可用的位置：http，server，location，默认主页

8、error_page:自定义错误页面，基本能力
    根据用户请求的http响应状态码实现错误重定向
例如：
    error_page 404             /404.html;
    error_page 500 502 503 504 /50x.html;

9、try_files  尝试文件  查找页面不在时

（3）定义客户端请求的相关配置

1、keepalive
设定保持连接的超时时长，0表示禁止启用长连接，默认是75s

2、keepalive_requests number
在一次长连接上所允许请求的资源的最大数量，默认是100

3、keepalive_disable name|browser ...
说明对哪种浏览器禁用

4、send_timeout time：向客户端发送响应报文的超时时长，默认是60s

5、client_body_buffer_size size;
用于接受客户请求报文body部分的缓冲区大小；
默认是16K；超出此大小时，其将被暂存到磁盘上

6、client_body_temp_path path [level1 |level2 ……];
设定用于存储客户端请求报文的body部分的临时存储路径及子目录结构和数量；

（4）客户端请求进行限制的相关匹配

1、limit_rate （限制速率）默认为0，限制每秒钟响应给客户端的传输速率，字节/秒

    location /download/ {
        limit_rate 20480;
            }
2、limit_except method 限制请求方法
    限制对指定的请求方法之外的其他方法的使用客户端

    limit_except GET POST {
        allow 192.168.1.109;
        deny all;
            }
    表示除了GET和POST之外的其他方法，仅允许172.18.0.0/16中的主机使用

3、密钥访问：
    htpasswd -c -m /etc/nginx/.ngxpasswd tom
    htpasswd  -m /etc/nginx/.ngxpasswd jerry

    location /admin/ {
        auth _basic "Admin Area";
        auth_basic_user_file /etc/nginx/.ngxpasswd;
            }
    mkdir /web/html2/admin
    vim /web/html2/admin/index.html

    nginx -t
    nginx -s reload

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