nginx详解（一）

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nginx介绍：

        官网：http://nginx.org。基于官方文档更有参考价值，所以这里基本只是以附加网址的形式翻译部分常用指令而已。

点击”简体中文“，可以看到nginx的特性总结。

1、自动索引：与Apache一样，当web服务器目录中没有首页文件index.html时，会自动将当前目录下所有的文件列出来。

2、打开文件描述符缓存：在linux中，被访问的文件的元数据首先需要被载入buffer、cache，而nginx则可以直接将页面文件的元数据信息缓存下来。

3、支持验证http referer：防盗链功能，也就是访问A网站的一个图片时，图片打不开，可能还会显示”此图片仅供B网站用户查看“。

4、sendfile：当用户请求一个网页内容时，其数据需要从网卡进入，经过tcp拆封装后，发现是送给监听在80端口的web进程时，然后给它。

web进程接受请求，发现是请求网站首页内容，于是向内核发起系统调用，要求进行I/O调取首页文件。

内核进行I/O后，将文件先放到内核内存，再复制到web进程内存，web进程再进行封装，然后再发送到内核的网络模块，最后才从网卡走掉。

这样响应数据从 “硬盘”→“内核空间”→“web进程”→“内核空间网络模块”，突然多走了一个很多路程。

而sendfile就是让数据直接从“内核空间”→“内核空间网络模块”这样走直道的，也就是数据在内核空间内就完成了响应封装。

sendfile支持的文件比较小，所以后来出现了sendfile_x64。

5、directI/O，与异步I/O（AIO)完全不同，，它是经过内核缓冲区，直接发送到磁盘上。

6、mmap支持，也就是内核空间到nginx空间的数据映射

7、平滑升级：

nginx的工作模式是有一个master主进程，和N个worker工作线程。

master主进程只复制读取配置、按需生成、回收worker工作线程。而worker线程只负责响应用户请求。

当nginx升级时只需要将二进制执行文件替换即可，当有新连接进来时，就会使用新的worker线程。而旧的连接依然会使用旧的worker线程，直到断开为止才会被回收。

8、不支持动态加载模块，不过改版的Tengine则可以。

CentOS6.4平台上nginx的安装：

1、解决依赖关系

# yum groupinstall "Development Tools" "Server Platform Deveopment"
# yum -y install openssl-devel pcre-devel

2、安装

首先添加nginx用户，实现以其运行nginx服务进程：

# groupadd -r nginx
# useradd -r -g nginx nginx

接着开始编译和安装：
# ./configure \
  --prefix=/usr \
  --sbin-path=/usr/sbin/nginx \
  --conf-path=/etc/nginx/nginx.conf \
  --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 \
  --user=nginx \
  --group=nginx \
  --with-http_ssl_module \
  --with-http_flv_module \
  --with-http_stub_status_module \
  --with-http_gzip_static_module \
  --http-client-body-temp-path=/var/tmp/nginx/client/ \
  --http-proxy-temp-path=/var/tmp/nginx/proxy/ \
  --http-fastcgi-temp-path=/var/tmp/nginx/fcgi/ \
  --http-uwsgi-temp-path=/var/tmp/nginx/uwsgi \
  --http-scgi-temp-path=/var/tmp/nginx/scgi \
  --with-pcre
# make && make install

3、为nginx提供SysV init脚本:

新建文件/etc/rc.d/init.d/nginx，内容如下：
#!/bin/sh
#
# nginx - this script starts and stops the nginx daemon
#
# chkconfig:   - 85 15
# description:  Nginx is an HTTP(S) server, HTTP(S) reverse \
#               proxy and IMAP/POP3 proxy server
# processname: nginx
# config:      /etc/nginx/nginx.conf
# config:      /etc/sysconfig/nginx
# pidfile:     /var/run/nginx.pid
 
# Source function library.
. /etc/rc.d/init.d/functions
 
# Source networking configuration.
. /etc/sysconfig/network
 
# Check that networking is up.
[ "$NETWORKING" = "no" ] && exit 0
 
nginx="/usr/sbin/nginx"
prog=$(basename $nginx)
 
NGINX_CONF_FILE="/etc/nginx/nginx.conf"
 
[ -f /etc/sysconfig/nginx ] && . /etc/sysconfig/nginx
 
lockfile=/var/lock/subsys/nginx
 
make_dirs() {
   # make required directories
   user=`nginx -V 2>&1 | grep "configure arguments:" | sed ‘s/[^*]*--user=\([^ ]*\).*/\1/g‘ -`
   options=`$nginx -V 2>&1 | grep ‘configure arguments:‘`
   for opt in $options; do
       if [ `echo $opt | grep ‘.*-temp-path‘` ]; then
           value=`echo $opt | cut -d "=" -f 2`
           if [ ! -d "$value" ]; then
               # echo "creating" $value
               mkdir -p $value && chown -R $user $value
           fi
       fi
   done
}
 
start() {
    [ -x $nginx ] || exit 5
    [ -f $NGINX_CONF_FILE ] || exit 6
    make_dirs
    echo -n $"Starting $prog: "
    daemon $nginx -c $NGINX_CONF_FILE
    retval=$?
    echo
    [ $retval -eq 0 ] && touch $lockfile
    return $retval
}
 
stop() {
    echo -n $"Stopping $prog: "
    killproc $prog -QUIT
    retval=$?
    echo
    [ $retval -eq 0 ] && rm -f $lockfile
    return $retval
}
 
restart() {
    configtest || return $?
    stop
    sleep 1
    start
}
 
reload() {
    configtest || return $?
    echo -n $"Reloading $prog: "
    killproc $nginx -HUP
    RETVAL=$?
    echo
}
 
force_reload() {
    restart
}
 
configtest() {
  $nginx -t -c $NGINX_CONF_FILE
}
 
rh_status() {
    status $prog
}
 
rh_status_q() {
    rh_status >/dev/null 2>&1
}
 
case "$1" in
    start)
        rh_status_q && exit 0
        $1
        ;;
    stop)
        rh_status_q || exit 0
        $1
        ;;
    restart|configtest)
        $1
        ;;
    reload)
        rh_status_q || exit 7
        $1
        ;;
    force-reload)
        force_reload
        ;;
    status)
        rh_status
        ;;
    condrestart|try-restart)
        rh_status_q || exit 0
            ;;
    *)
        echo $"Usage: $0 {start|stop|status|restart|condrestart|try-restart|reload|force-reload|configtest}"
        exit 2
esac

而后为此脚本赋予执行权限：
# chmod +x /etc/rc.d/init.d/nginx

添加至服务管理列表，并让其开机自动启动：
# chkconfig --add nginx
# chkconfig nginx on

而后就可以启动服务并测试了：
# service nginx start

二、配置nginx：

Nginx的核心模块为Main和Events，此外还包括标准HTTP模块、可选HTTP模块和邮件模块，其还可以支持诸多第三方模块。Main用于配置错误日志、进程及权限等相关的参数，Events用于配置IO模型，如epoll、kqueue、select或poll等，它们是必备模块。

Nginx的主配置文件由几个段组成，这个段通常也被称为nginx的上下文，每个段的定义格式如下所示。需要注意的是，其每一个指令都必须使用分号(;)结束，否则为语法错误。

<section> {
    <directive> <parameters>;
}

2.1.1 error_log

用于配置错误日志，可用于main、http、server及location上下文中；语法格式为：

error_log file | stderr [ debug | info | notice | warn | error | crit | alert | emerg ]

如果在编译nginx时使用了--with-debug选项，还可以使用如下格式打开调试功能。

error_log LOGFILE [debug_core | debug_alloc | debug_mutex | debug_event | debug_http | debug_imap];

要禁用错误日志，不能使用“error_log off;”，而要使用类似如下选项：

error_log /dev/null crit;

2.1.2 timer_resolution

用于降低gettimeofday()系统调用的次数。默认情况下，每次从kevent()、epoll、/dev/poll、select()或poll()返回时都会执行此系统调用。语法格式为：

timer_resolution interval

例如：

timer_resolution  100ms;

2.1.3 worker_priority

为worker进程设定优先级(指定nice值)，此参数只能用于main上下文中，默认为0；语法格式为：

worker_priority number；(-20,20)

2.1.4 worker_processes

    worker进程是单线程进程。

如果Nginx用于CPU密集型的场景中，如SSL或gzip，且主机上的CPU个数至少有2个，那么应该将此参数值设定为与CPU核心数相同；

如果Nginx用于大量静态文件访问的场景中，且所有文件的总大小大于可用内存时，应该将此参数的值设定得足够大以充分利用磁盘带宽。

此参数与Events上下文中的work_connections变量一起决定了maxclient的值：
maxclients = work_processes * work_connections

2.1.5 worker_cpu_affinity

通过sched_setaffinity()将worker绑定至CPU上，减少上下文切换，提升性能。只能用于main上下文。语法格式为：

worker_cpu_affinity cpumask ...

cpumask中的1表示cpu的那个核心被绑定了。

例如：
worker_processes     4;
worker_cpu_affinity 0001 0010 0100 1000;

2.1.6 worker_rlimit_nofile

设定worker进程所能够打开的文件描述符个数的最大值。语法格式：

worker_rlimit_nofile number;

注意，这时如果使用ab命令测试是不行的。number一般为51200即可。

2.2 配置Events模块

2.2.1 worker_connections

设定每个worker所处理的最大连接数，它与来自main上下文的worker_processes一起决定了maxclients的值。

max clients = worker_processes * worker_connections

而在反向代理场景中，其计算方法与上述公式不同，因为默认情况下浏览器将打开2个连接，而nginx会为每一个连接打开2个文件描述符，因此，其maxclients的计算方法为：

max clients = worker_processes * worker_connections/4

2.2.2 use

在有着多于一个的事件模型IO的应用场景中，可以使用此指令设定nginx所使用的IO机制，默认为./configure脚本选定的各机制中最适用当前OS的版本。语法格式：

use [ kqueue | rtsig | epoll | /dev/poll | select | poll | eventport ]

2.3 一个配置示例

user nginx;
# the load is CPU-bound and we have 16 cores
worker_processes 16;
error_log /var/log/nginx/error.log;
pid /var/run/nginx.pid;

events {
    use epoll;
    worker_connections 2048;
}

2.4 HTTP服务的相关配置

http上下文专用于配置用于http的各模块，此类指令非常的多，每个模块都有其专用指定，具体请参数nginx官方wiki关于模块部分的说明。大体上来讲，这些模块所提供的配置指令还可以分为如下几个类别。

客户端类指令：如client_body_buffer_size、client_header_buffer_size、client_header_timeout和keepalive_timeout等；

文件IO类指令：如aio、directio、open_file_cache、open_file_cache_min_uses、open_file_cache_valid和sendfile等；
hash类指令：用于定义Nginx为某特定的变量分配多大的内存空间，如types_hash_bucket_size、server_names_hash_bucket_size和variables_hash_bucket_size等；
套接字类指令：用于定义Nginx如何处理tcp套接字相关的功能，如tcp_nodelay(用于keepalive功能启用时)和tcp_nopush(用于sendfile启用时)等；

listen address[:port];监听端口，必需的。

server_name  HOSTNAME;一般定义在server中

下面的两个指令一般定义在server中，或者是server中的location中：

root   /path/to/webroot;定义URI的起始路径，

index  index.html index.php index.html

2.5 虚拟服务器相关配置

server {
    <directive> <parameters>;
}

用于定义虚拟服务器相关的属性，常见的指令有backlog、rcvbuf、bind及sndbuf等。

2.6 location相关的配置

location [modifier] uri {...} 或 location @name {…}

通常用于server,或者location嵌套中，无法用在httpd段：

当某个URI想使用其他的路径，或者某个URI想具有独特的访问控制权限时，这时location就用到了。虽然location与下文将要讲到的IF指令有相同之处，但是就使用正则表达式进行URI匹配的时，location用的比IF多。

每个location下面的权限及代理内容不同，浏览器得到的内容也会受其限定。

location [ = | ^~ | ~ | ~* | 无 ] URI { … }

上面5中情况中，其优先级是依次递减：

（下面样例中，主机名均使用IP地址，而网页根目录是/web/htdocs,下面有images目录、docs目录，error目录、bbs等目录，且各目录下均由与其目录同名的网页内容的index.html文件，以方便实验）

= ：做精确匹配。比如：

location = /images {

        root    /web/htdocs/images;

        index    index.html;

}

浏览器访问http://IP/images/时，就直接访问/web/htdocs/images目录中的文件了，而且其访问权限直接受此location的限制。

^~ ：其后的内容不允许使用正则进行匹配。

~  ：使用正则进行模式匹配，但是区分大小写。（对于点，要加反斜线）

~* ：不区分大小写的模式匹配。

无 ：级别最低。一般用在根下。

制作一个自定义的错误页面，防止返回给用户的是一个生硬的错误页面：

error_page 404 sorry.html;

location = /sorry.html {

    root    /web/htdocs/error;

}

location @name {…}

server {
  location / {
    set $memcached_key $uri;
    memcached_pass     name:11211;
    default_type       text/html;
    error_page         404 @fallback;
  }
 
  location @fallback {
    proxy_pass http://backend;
  }
}

这里是memcached的一个反向代理，也就是nginx将memcached作为缓存服务器，而不是自己。当memcached没有命中时，再将这个请求发送给其他的upstream进行响应。

nginx详解（一）

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