Nginx

@Author:hanguixian

@Email:hn_hanguixian@163.com

一 Nginx 概述

Nginx ("engine x") 是一个高性能的HTTP和反向代理服务器,特点是占有内存少，并发能力强，事实上nginx的并发能力确实在同类型的网页服务器中表现较好，中国大陆使用nginx网站用户有：百度、京东、新浪、网易、腾讯、淘宝等 n

Nginx 是一个高性能的 Web 和反向代理服务器, 它具有有很多非常优越的特性:

• 作为 Web 服务器：相比 Apache，Nginx 使用更少的资源，支持更多的并发连接，体现更高的效率，这点使 Nginx 尤其受到虚拟主机提供商的欢迎。能够支持高达 50,000 个并发连接数的响应，感谢 Nginx 为我们选择了 epoll and kqueue 作为开发模型.
• 作为负载均衡服务器：Nginx 既可以在内部直接支持 Rails 和 PHP，也可以支持作为 HTTP代理服务器 对外进行服务。Nginx 用 C 编写, 不论是系统资源开销还是 CPU 使用效率都比 Perlbal 要好的多。
• 作为邮件代理服务器: Nginx 同时也是一个非常优秀的邮件代理服务器（最早开发这个产品的目的之一也是作为邮件代理服务器），Last.fm 描述了成功并且美妙的使用经验。
• Nginx 安装非常的简单，配置文件 非常简洁（还能够支持perl语法），Bugs非常少的服务器: Nginx 启动特别容易，并且几乎可以做到7*24不间断运行，即使运行数个月也不需要重新启动。你还能够在 不间断服务的情况下进行软件版本的升级。

二 什么是反向代理

2.1 正向代理

• 什么是正向代理？
  • 是一个位于客户端和原始服务器(origin server)之间的服务器，为了从原始服务器取得内容，客户端向代理发送一个请求并指定目标(原始服务器)，然后代理向原始服务器转交请求并将获得的内容返回给客户端。客户端必须要进行一些特别的设置才能使用正向代理。
  • 通俗的说：就是你要访问一个网站，但是你可能无法直接访问或者是你不想要这个网站知道是谁访问的，这个时候就可以通过代理服务器的方式，你将请求发到代理服务器，代理服务器去访问真正的网站，前提是这个代理服务器能够访问到该网站。

2.2 反向代理

• 反向代理（Reverse Proxy）实际运行方式是指以代理服务器来接受internet上的连接请求，然后将请求转发给内部网络上的服务器，并将从服务器上得到的结果返回给internet上请求连接的客户端，此时代理服务器对外就表现为一个服务器。
• 反向代理的作用：
  • （1）保证内网的安全，可以使用反向代理提供WAF功能，阻止web攻击大型网站，通常将反向代理作为公网访问地址，Web服务器是内网。
  • （2）负载均衡，通过反向代理服务器来优化网站的负载

2.3 两者区别(来自知乎)

三 安装Nginx

• 安装Nginx的方式有很多种，可以参考官网：http://nginx.org/ 。
• 只展示其中常见的一种方式，参考菜鸟教程：http://www.runoob.com/linux/nginx-install-setup.html。

3.1 安装编译工具及库文件

yum -y install make zlib zlib-devel gcc-c++ libtool  openssl openssl-devel

3.2 首先要安装 PCRE

PCRE 作用是让 Nginx 支持 Rewrite 功能。

1、下载 PCRE 安装包，下载地址： http://downloads.sourceforge.net/project/pcre/pcre/8.35/pcre-8.35.tar.gz

[root@bogon src]# wget http://downloads.sourceforge.net/project/pcre/pcre/8.35/pcre-8.35.tar.gz

2、解压安装包:

[root@bogon src]# tar zxvf pcre-8.35.tar.gz

3、进入安装包目录

[root@bogon src]# cd pcre-8.35

4、编译安装

[root@bogon pcre-8.35]# ./configure
[root@bogon pcre-8.35]# make && make install

5、查看pcre版本

[root@bogon pcre-8.35]# pcre-config --version

3.3 安装 Nginx

1、下载 Nginx，下载地址：http://nginx.org/download/nginx-1.6.2.tar.gz

[root@bogon src]# wget http://nginx.org/download/nginx-1.6.2.tar.gz

2、解压安装包

[root@bogon src]# tar zxvf nginx-1.6.2.tar.gz

3、进入安装包目录

[root@bogon src]# cd nginx-1.6.2

4、编译安装

[root@bogon nginx-1.6.2]# ./configure --prefix=/usr/local/webserver/nginx --with-http_stub_status_module --with-http_ssl_module --with-pcre=/usr/local/src/pcre-8.35
[root@bogon nginx-1.6.2]# make
[root@bogon nginx-1.6.2]# make install

5、查看nginx版本

[root@bogon nginx-1.6.2]# /usr/local/webserver/nginx/sbin/nginx -v

到此，nginx安装完成。

四 启动nginx

• 启动命令

  • 在/usr/local/nginx/sbin目录下执行

 ./nginx

• 关闭命令
  • 在/usr/local/nginx/sbin目录下执行

./nginx  -s stop 

• 重新加载命令
  • 在/usr/local/nginx/sbin目录下执行

./nginx   -s reload 

五 结合redis配置负载均衡

5.1 springboot项目

• build.gradle

buildscript {
    ext {
        springBootVersion = '2.1.1.RELEASE'
    }
    repositories {
        mavenCentral()
    }
    dependencies {
        classpath("org.springframework.boot:spring-boot-gradle-plugin:${springBootVersion}")
    }
}

apply plugin: 'java'
apply plugin: 'eclipse'
apply plugin: 'org.springframework.boot'
apply plugin: 'io.spring.dependency-management'

group = 'com.hgx.nginx'
version = '0.0.1-SNAPSHOT'
sourceCompatibility = 1.8

repositories {
    mavenCentral()
}


dependencies {
    implementation('org.springframework.boot:spring-boot-starter-data-redis')
    implementation('org.springframework.boot:spring-boot-starter-web')
    // https://mvnrepository.com/artifact/org.springframework.session/spring-session-data-redis
    compile group: 'org.springframework.session', name: 'spring-session-data-redis', version: '2.1.2.RELEASE'
    testImplementation('org.springframework.boot:spring-boot-starter-test')
}

• application.properties

server.port= 10091
spring.redis.host=192.168.118.155
spring.redis.port=6379
spring.redis.password=123456

• 启动类：SwarmredisApplication

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.boot.web.servlet.ServletComponentScan;

@SpringBootApplication
@ServletComponentScan
public class SwarmredisApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(SwarmredisApplication.class, args);
    }
}

• controller: HelloWorldServlet

package com.hgx.nginx.swarmredis.controller;

import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.annotation.WebServlet;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import javax.servlet.http.HttpSession;
import java.io.IOException;
import java.util.Random;

@WebServlet(name = "/hello", urlPatterns = "/hello")
public class HelloWorldServlet extends HttpServlet {
    protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        HttpSession session = request.getSession();
        int port2 = request.getLocalPort();
        if (session.getAttribute("userid") == null) {
            String userid = String.valueOf(new Random().nextInt(100));
            session.setAttribute("userid", userid);
            System.out.println("userId:" + userid + " port:" + port2);
            response.getWriter().append("Hello, " + userid + ",this is " + port2 + " port");
        } else {
            String userid = (String) session.getAttribute("userid");
            System.out.println("userId:" + userid + " port:" + port2);
            response.getWriter().append("Welcome back, " + userid + ", this is " + port2 + " port");
        }

    }
}

• HttpSessionConfig

@Configuration
@EnableRedisHttpSession
public class HttpSessionConfig {
}

• 编译打包后，部署运行

5.2 nginx配置

• nginx.conf

worker_processes  1;
events {
    worker_connections  1024;
}
http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;
    sendfile        on;
    keepalive_timeout  65;

    upstream myserver {
      #ip_hash ;
      server 127.0.0.1:10090 ;
      server 127.0.0.1:10091 ;


    }

    server {
        listen       80;
        server_name  localhost;

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

        location /myserver/ {

            proxy_pass http://myserver/ ;

            proxy_connect_timeout 10;

            proxy_redirect default;  
}
        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        location = /50x.html {
            root   html;
        }
}

六 nginx的原理与配置

6.1 master&worker

• master-workers的机制的好处

  • 首先，对于每个worker进程来说，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。
  • 其次，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。当然，worker进程的异常退出，肯定是程序有bug了，异常退出，会导致当前worker上的所有请求失败，不过不会影响到所有请求，所以降低了风险 。

• 需要设置多少个worker

  • 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，但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。

  #设置worker数量。
  worker_processes   4
  #work绑定cpu(4 work绑定4cpu)。
  worker_cpu_affinity 0001 0010 0100 1000
  #work绑定cpu (4 work绑定8cpu中的4个) 。
  worker_cpu_affinity 0000001 00000010 00000100 00001000

• 连接数worker_connection

  • 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。

6.2 nginx.conf 结构

6.3 详情见配置文件 nginx.conf

#安全问题，建议用nobody,不要用root.
#user  nobody;

#worker数和服务器的cpu数相等是最为适宜
worker_processes  2;

#work绑定cpu(4 work绑定4cpu)
worker_cpu_affinity 0001 0010 0100 1000

#work绑定cpu (4 work绑定8cpu中的4个) 。
worker_cpu_affinity 0000001 00000010 00000100 00001000  



#error_log path(存放路径) level(日志等级)path表示日志路径，level表示日志等级，
#具体如下：[ debug | info | notice | warn | error | crit ]
#从左至右，日志详细程度逐级递减，即debug最详细，crit最少，默认为crit。 

#error_log  logs/error.log;
#error_log  logs/error.log  notice;
#error_log  logs/error.log  info;

#pid        logs/nginx.pid;


events {
    #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。

    worker_connections  1024;  

    #这个值是表示nginx要支持哪种多路io复用。
    #一般的Linux选择epoll, 如果是(*BSD)系列的Linux使用kquene。
    #windows版本的nginx不支持多路IO复用，这个值不用配。
    use epoll;

    # 当一个worker抢占到一个链接时，是否尽可能的让其获得更多的连接,默认是off 。
    multi_accept on;

    # 默认是on ,开启nginx的抢占锁机制。
    accept_mutex  on;
}


http {
    #当web服务器收到静态的资源文件请求时，依据请求文件的后缀名在服务器的MIME配置文件中找到对应的MIME Type，再根据MIME Type设置HTTP Response的Content-Type，然后浏览器根据Content-Type的值处理文件。

    include       mime.types;

    #如果 不能从mime.types找到映射的话，用以下作为默认值
    default_type  application/octet-stream;



     #日志位置
     access_log  logs/host.access.log  main;

     #一条典型的accesslog：
     #101.226.166.254 - - [21/Oct/2013:20:34:28 +0800] "GET /movie_cat.php?year=2013 HTTP/1.1" 200 5209 "http://www.baidu.com" "Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 8.0; Windows NT 6.1; Trident/4.0; SLCC2; .NET CLR 2.0.50727; .NET CLR 3.5.30729; .NET CLR 3.0.30729; Media Center PC 6.0; MDDR; .NET4.0C; .NET4.0E; .NET CLR 1.1.4322; Tablet PC 2.0); 360Spider"

     #1）101.226.166.254:(用户IP)
     #2）[21/Oct/2013:20:34:28 +0800]：(访问时间) 
     #3）GET：http请求方式，有GET和POST两种
     #4）/movie_cat.php?year=2013：当前访问的网页是动态网页，movie_cat.php即请求的后台接口，year=2013为具体接口的参数
     #5）200：服务状态，200表示正常，常见的还有，301永久重定向、4XX表示请求出错、5XX服务器内部错误
     #6）5209：传送字节数为5209，单位为byte
     #7）"http://www.baidu.com"：refer:即当前页面的上一个网页
     #8）"Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 8.0; Windows NT 6.1; Trident/4.0; SLCC2; .NET CLR 2.0.50727; .NET CLR 3.5.30729; #.NET CLR 3.0.30729; Media Center PC 6.0; MDDR; .NET4.0C; .NET4.0E; .NET CLR 1.1.4322; Tablet PC 2.0); 360Spider"： agent字段：通常用来记录操作系统、浏览器版本、浏览器内核等信息

    log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                       '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                      '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';



    #开启从磁盘直接到网络的文件传输，适用于有大文件上传下载的情况，提高IO效率。
    sendfile        on;


    #一个请求完成之后还要保持连接多久, 默认为0，表示完成请求后直接关闭连接。
    #keepalive_timeout  0;
    keepalive_timeout  65;



    #开启或者关闭gzip模块
    #gzip  on ;

    #设置允许压缩的页面最小字节数，页面字节数从header头中的Content-Length中进行获取。
    #gzip_min_lenth 1k;

    # gzip压缩比，1 压缩比最小处理速度最快，9 压缩比最大但处理最慢（传输快但比较消耗cpu）
    #gzip_comp_level 4;

    #匹配MIME类型进行压缩，（无论是否指定）"text/html"类型总是会被压缩的。
    #gzip_types types text/plain text/css application/json  application/x-javascript text/xml  



    #动静分离
    #服务器端静态资源缓存，最大缓存到内存中的文件，不活跃期限
    open_file_cache max=655350 inactive=20s;   

    #活跃期限内最少使用的次数，否则视为不活跃。
    open_file_cache_min_uses 2;

    #验证缓存是否活跃的时间间隔
    open_file_cache_valid 30s;



    upstream myserver{

    # 1、轮询（默认）
    # 每个请求按时间顺序逐一分配到不同的后端服务器，如果后端服务器down掉，能自动剔除。
    # 2、指定权重
    # 指定轮询几率，weight和访问比率成正比，用于后端服务器性能不均的情况。
    #3、IP绑定 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。
    #4、备机方式 backup
    # 正常情况不访问设定为backup的备机，只有当所有非备机全都宕机的情况下，服务才会进备机。
    #5、fair（第三方）
    #按后端服务器的响应时间来分配请求，响应时间短的优先分配。   
    #6、url_hash（第三方）
    #按访问url的hash结果来分配请求，使每个url定向到同一个后端服务器，后端服务器为缓存时比较有效。


      # ip_hash;
             server 192.168.161.132:8080 weight=1;
             server 192.168.161.132:8081 weight=1;

      #fair

      #hash $request_uri
      #hash_method crc32

      }

    server {
        #监听端口号
        listen       80;

        #服务名
        server_name  192.168.161.130;

        #字符集
        #charset utf-8;




    #location [=|~|~*|^~] /uri/ { … }   
    # = 精确匹配
    # ~ 正则匹配，区分大小写
    # ~* 正则匹配，不区分大小写
    # ^~  关闭正则匹配

    #匹配原则：

    # 1、所有匹配分两个阶段，第一个叫普通匹配，第二个叫正则匹配。
    # 2、普通匹配，首先通过“=”来匹配完全精确的location
        #   2.1、 如果没有精确匹配到， 那么按照最大前缀匹配的原则，来匹配location
        #   2.2、 如果匹配到的location有^~,则以此location为匹配最终结果，如果没有那么会把匹配的结果暂存，继续进行正则匹配。
        # 3、正则匹配，依次从上到下匹配前缀是~或~*的location, 一旦匹配成功一次，则立刻以此location为准，不再向下继续进行正则匹配。
        # 4、如果正则匹配都不成功，则继续使用之前暂存的普通匹配成功的location.


        location / {   # 匹配任何查询，因为所有请求都已 / 开头。但是正则表达式规则和长的块规则将被优先和查询匹配。

        #定义服务器的默认网站根目录位置
            root   html;

        #默认访问首页索引文件的名称
        index  index.html index.htm;

        #反向代理路径
            proxy_pass http://myserver;

        #反向代理的超时时间
            proxy_connect_timeout 10;

            proxy_redirect default;       

         }

         location  /images/ {    
        root images ;
     }

     location ^~ /images/jpg/ {  # 匹配任何已 /images/jpg/ 开头的任何查询并且停止搜索。任何正则表达式将不会被测试。 
        root images/jpg/ ;


     }
         location ~*.(gif|jpg|jpeg)$ { 

          #所有静态文件直接读取硬盘
              root pic ;

          #expires定义用户浏览器缓存的时间为3天，如果静态页面不常更新，可以设置更长，这样可以节省带宽和缓解服务器的压力
              expires 3d; #缓存3天
         }


        #error_page  404              /404.html;

        # redirect server error pages to the static page /50x.html
        #
        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        location = /50x.html {
            root   html;
        }

    }



}