web 服务器 - Nginx
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Nginx 应该读成“Engine X”，还可以读成“Engine ks”
Nginx是个“轻量级”的Web服务器，“轻量级”是相对于“重量级”而言的。
那什么叫重量级？
“重量级”就是指服务器进程很“重”，占用很多资源，当处理HTTP请求时会消耗大量的CPU和内存，受到这些资源的限制很难提高性能。
而Nginx作为“轻量级”的服务器，它的CPU、内存占用都非常少，同样的资源配置下就能够为更多的用户提供服务，其奥秘在于它独特的工作模式。
进程池
在Nginx之前，Web服务器的工作模式大多是“Per-Process”或者“Per-Thread”，对每一个请求使用单独的进程或者线程处理。这就存在创建进程或线程的成本，还会有进程、线程“上下文切换”的额外开销。如果请求数量很多，CPU就会在多个进程、线程之间切换时“疲于奔命”，平白地浪费了计算时间。
Nginx则完全不同，“一反惯例”地没有使用多线程，而是使用了“进程池+单线程”的工作模式。
Nginx在启动的时候会预先创建好固定数量的worker进程，在之后的运行过程中不会再fork出新进程，这就是进程池，而且可以自动把进程“绑定”到独立的CPU上，这样就完全消除了进程创建和切换的成本，能够充分利用多核CPU的计算能力。
在进程池之上，还有一个“master”进程，专门用来管理进程池。它的作用有点像是supervisor（一个用Python编写的进程管理工具），用来监控进程，自动恢复发生异常的worker，保持进程池的稳定和服务能力。
不过master进程完全是Nginx自行用C语言实现的，这就摆脱了外部的依赖，简化了Nginx的部署和配置。
I/O多路复用
这是Nginx 的一大利器，在java，c语言中，经常会用到多线程这个设计，在使用多线程能够很容易实现并发处理。但是多线程也有一些缺点，除了刚才说到的“上下文切换”成本，还有编程模型复杂、数据竞争、同步等问题，写出正确、快速的多线程程序并不是一件容易的事情。
所以Nginx就选择了单线程的方式，带来的好处就是开发简单，没有互斥锁的成本，减少系统消耗。
哪有人肯定会问了，为什么单线程的Nginx，处理能力却能够超越其他多线程的服务器呢，这就是归功于I/O多路复用接口。
原理：Nginx里使用的epoll，就好像是HTTP/2里的“多路复用”技术，它把多个HTTP请求处理打散成碎片，都“复用”到一个单线程里，不按照先来后到的顺序处理，而是只当连接上真正可读、可写的时候才处理，如果可能发生阻塞就立刻切换出去，处理其他的请求。
通过这种方式，Nginx就完全消除了I/O阻塞，把CPU利用得“满满当当”，又因为网络收发并不会消耗太多CPU计算能力，也不需要切换进程、线程，所以整体的CPU负载是相当低的。
epoll还有一个大的特点，就是大量的连接管理工作都是在操作系统内核里做的，这就减轻了应用程序的负担，所以Nginx可以为每个连接只分配很小的内存维护状态，即使有几万、几十万的并发连接也只会消耗几百M内存，而其他的Web服务器这个时候早就“Memory not enough”了。
多阶段处理
nginx在内部也采用的是“化整为零”的思路，把整个Web服务器分解成了多个“功能模块”，就好像是乐高积木，可以在配置文件里任意拼接搭建，从而实现了高度的灵活性和扩展性。
Nginx的HTTP处理有四大类模块:
- handler模块：直接处理HTTP请求；
- filter模块：不直接处理请求，而是加工过滤响应报文；
- upstream模块：实现反向代理功能，转发请求到其他服务器；
- balance模块：实现反向代理时的负载均衡算法。
因为upstream模块和balance模块实现的是代理功能，Nginx作为“中间人”，运行机制比较复杂
Nginx里的handler模块和filter模块就是按照“职责链”模式设计和组织的，HTTP请求报文就是“原材料”，各种模块就是工厂里的工人，走完模块构成的“流水线”，出来的就是处理完成的响应报文。
列举简单的几个模块
- charset模块实现了字符集编码转换；
- chunked模块实现了响应数据的分块传输；
- range模块实现了范围请求，只返回数据的一部分；
- rewrite模块实现了重定向和跳转，还可以使用内置变量自定义跳转的URI；
- not_modified模块检查头字段“if-Modified-Since”和“If-None-Match”，处理条件请求；
- realip模块处理“X-Real-IP”“X-Forwarded-For”等字段，获取客户端的真实IP地址；
- ssl模块实现了SSL/TLS协议支持，读取磁盘上的证书和私钥，实现TLS握手和SNI、ALPN等扩展功能
- http_v2模块实现了完整的HTTP/2协议
