8分鐘帶你深入淺出搞懂Nginx

分享一篇來自簡書的文章，對Nginx的講解非常到位，文章鏈接：深入淺出Nginx，作者主頁：張豐哲 - 簡書。

Nginx是一款輕量級的Web伺服器、反向代理伺服器，由於它的內存佔用少，啟動極快，高並發能力強，在互聯網項目中廣泛應用。

上圖基本上說明了當下流行的技術架構，其中Nginx有點入口網關的味道。

反向代理伺服器？

經常聽人說到一些術語，如反向代理，那麼什麼是反向代理，什麼又是正向代理呢？

正向代理：

反向代理：

由於防火牆的原因，我們並不能直接訪問谷歌，那麼我們可以藉助VPN來實現，這就是一個簡單的正向代理的例子。這裡你能夠發現，正向代理「代理」的是客戶端，而且客戶端是知道目標的，而目標是不知道客戶端是通過VPN訪問的。

當我們在外網訪問百度的時候，其實會進行一個轉發，代理到內網去，這就是所謂的反向代理，即反向代理「代理」的是伺服器端，而且這一個過程對於客戶端而言是透明的。

Nginx的Master-Worker模式

啟動Nginx後，其實就是在80埠啟動了Socket服務進行監聽，如圖所示，Nginx涉及Master進程和Worker進程。

Master進程的作用是？

讀取並驗證配置文件nginx.conf；管理worker進程；

Worker進程的作用是？

每一個Worker進程都維護一個線程（避免線程切換），處理連接和請求；注意Worker進程的個數由配置文件決定，一般和CPU個數相關（有利於進程切換），配置幾個就有幾個Worker進程。

思考：Nginx如何做到熱部署？

所謂熱部署，就是配置文件nginx.conf修改後，不需要stop Nginx，不需要中斷請求，就能讓配置文件生效！（nginx -s reload 重新載入/nginx -t檢查配置/nginx -s stop）

通過上文我們已經知道worker進程負責處理具體的請求，那麼如果想達到熱部署的效果，可以想像：

方案一：

修改配置文件nginx.conf後，主進程master負責推送給woker進程更新配置信息，woker進程收到信息後，更新進程內部的線程信息。（有點valatile的味道）

方案二：

修改配置文件nginx.conf後，重新生成新的worker進程，當然會以新的配置進行處理請求，而且新的請求必須都交給新的worker進程，至於老的worker進程，等把那些以前的請求處理完畢後，kill掉即可。

Nginx採用的就是方案二來達到熱部署的！

思考：Nginx如何做到高並發下的高效處理？

上文已經提及Nginx的worker進程個數與CPU綁定、worker進程內部包含一個線程高效迴環處理請求，這的確有助於效率，但這是不夠的。

作為專業的程序員，我們可以開一下腦洞：BIO/NIO/AIO、非同步/同步、阻塞/非阻塞...

要同時處理那麼多的請求，要知道，有的請求需要發生IO，可能需要很長時間，如果等著它，就會拖慢worker的處理速度。

Nginx採用了Linux的epoll模型，epoll模型基於事件驅動機制，它可以監控多個事件是否準備完畢，如果OK，那麼放入epoll隊列中，這個過程是非同步的。worker只需要從epoll隊列循環處理即可。

思考：Nginx掛了怎麼辦？

Nginx既然作為入口網關，很重要，如果出現單點問題，顯然是不可接受的。

答案是：Keepalived+Nginx實現高可用。

Keepalived是一個高可用解決方案，主要是用來防止伺服器單點發生故障，可以通過和Nginx配合來實現Web服務的高可用。（其實，Keepalived不僅僅可以和Nginx配合，還可以和很多其他服務配合）

Keepalived+Nginx實現高可用的思路：

第一：請求不要直接打到Nginx上，應該先通過Keepalived（這就是所謂虛擬IP，VIP）

第二：Keepalived應該能監控Nginx的生命狀態（提供一個用戶自定義的腳本，定期檢查Nginx進程狀態，進行權重變化,，從而實現Nginx故障切換）

我們的主戰場：nginx.conf

很多時候，在開發、測試環境下，我們都得自己去配置Nginx，就是去配置nginx.conf。

nginx.conf是典型的分段配置文件，下面我們來分析下。

虛擬主機

其實這是把Nginx作為web server來處理靜態資源。

第一：location可以進行正則匹配，應該注意正則的幾種形式以及優先順序。（這裡不展開）

第二：Nginx能夠提高速度的其中一個特性就是：動靜分離，就是把靜態資源放到Nginx上，由Nginx管理，動態請求轉發給後端。

第三：我們可以在Nginx下把靜態資源、日誌文件歸屬到不同域名下（也即是目錄），這樣方便管理維護。

第四：Nginx可以進行IP訪問控制，有些電商平台，就可以在Nginx這一層，做一下處理，內置一個黑名單模塊，那麼就不必等請求通過Nginx達到後端在進行攔截，而是直接在Nginx這一層就處理掉。

反向代理【proxy_pass】

所謂反向代理，很簡單，其實就是在location這一段配置中的root替換成proxy_pass即可。root說明是靜態資源，可以由Nginx進行返回；而proxy_pass說明是動態請求，需要進行轉發，比如代理到Tomcat上。

反向代理，上面已經說了，過程是透明的，比如說request -> Nginx -> Tomcat，那麼對於Tomcat而言，請求的IP地址就是Nginx的地址，而非真實的request地址，這一點需要注意。不過好在Nginx不僅僅可以反向代理請求，還可以由用戶自定義設置HTTP HEADER。

負載均衡【upstream】

上面的反向代理中，我們通過proxy_pass來指定Tomcat的地址，很顯然我們只能指定一台Tomcat地址，那麼我們如果想指定多台來達到負載均衡呢？

第一，通過upstream來定義一組Tomcat，並指定負載策略（IPHASH、加權論調、最少連接），健康檢查策略（Nginx可以監控這一組Tomcat的狀態）等。

第二，將proxy_pass替換成upstream指定的值即可。

負載均衡可能帶來的問題？

負載均衡所帶來的明顯的問題是，一個請求，可以到A server，也可以到B server，這完全不受我們的控制，當然這也不是什麼問題，只是我們得注意的是：用戶狀態的保存問題，如Session會話信息，不能在保存到伺服器上。

緩存

緩存，是Nginx提供的，可以加快訪問速度的機制，說白了，在配置上就是一個開啟，同時指定目錄，讓緩存可以存儲到磁碟上。具體配置，大家可以參考Nginx官方文檔，這裡就不在展開了。

你想更深入了解學習Linux知識體系，你可以看一下我們花費了一個多月整理了上百小時的幾百個知識點體系內容：

【超全整理】《Linux雲計算從入門到精通》linux學習入門教程系列實戰筆記