Nginx之 Location 的生成
1. Location 的生成
location 的生成大致有三种：
- 由 location 指令直接生成
- 命令 location：仅用于 server 内部跳转，如 rewrite 就是命名 location，命令 location 不能包含在其他 location 里。
location @rewrite {
rewrite ~ /wiki/search(.*)$ /search.php?serach=$1 last;
}
- 未命名 location：由 limit_except 和 if 等指令会间接导致生成 location，即为未命名 location。
1.1 由 location 指令直接生成
static ngx_command_t ngx_http_core_commands[] = {
...
{ ngx_string("location"),
NGX_HTTP_SRV_CONF|NGX_HTTP_LOC_CONF|NGX_CONF_BLOCK|NGX_CONF_TAKE12,
ngx_http_core_location,
NGX_HTTP_SRV_CONF_OFFSET,
0,
NULL },
...
};
标准的 location 指令配置语法为：
location [ = | ~ | ~* | ^~ ] uri { ... }
location = /uri：= 表示精确匹配，只有完全匹配上才能生效location ^~ /uri：^~ 开头对 URL 路径进行前缀匹配，并且在正则之前location ~ pattern：开头表示区分大小写的正则匹配location ~* pattern：开头表示不区分大小写的正则匹配location /uri：不带任何修饰符，也表示前缀匹配，但是在正则匹配之后location /：通用匹配，任何未匹配到其它 location 的请求都会匹配到，相当于 switch 中的 default
前缀匹配时，Nginx 不对 url 做编码，因此请求为/static/20%/aa，可以被规则^~ /static/ /aa匹配到（注意是空格）。
多个 location 配置的情况下匹配顺序为（参考资料而来）：
- 首先精确匹配 =
- 其次前缀匹配 ^~
- 其次是按文件中顺序的正则匹配
- 然后匹配不带任何修饰符的前缀匹配
- 最后是交给 / 通用匹配
- 当有匹配成功时，停止匹配，按当前匹配规则处理请求
注意：前缀匹配，如果有包含关系时，按最大匹配原则进行匹配。比如在前缀匹配：location /dir01与location /dir01/dir02，如有请求http://localhost/dir01/dir02/file将最终匹配到location /dir01/dir02。
有如下匹配规则：
location = / {
echo "规则A";
}
location = /login {
echo "规则B";
}
location ^~ /static/ {
echo "规则C";
}
location ^~ /static/files {
echo "规则X";
}
location ~ \.(gif|jpg|png|js|css)$ {
echo "规则D";
}
location ~* \.png$ {
echo "规则E";
}
location /img {
echo "规则Y";
}
location / {
echo "规则F";
}
则产生的效果如下：
- 访问根目录
/，比如http://localhost/将匹配规则 A - 访问
http://localhost/login将匹配规则 B，http://localhost/register则匹配规则 F - 访问
http://localhost/static/a.html将匹配规则 C - 访问
http://localhost/static/files/a.exe将匹配规则 X，虽然规则 C 也能匹配到，但因为最大匹配原则，最终选中了规则 X。 - 访问
http://localhost/a.gif，http://localhost/b.jpg将匹配规则 D 和规则 E，但是规则 D 顺序优先，规则 E 不起作用，而http://localhost/static/c.png则优先匹配到规则 C。 - 访问
http://localhost/a.PNG则匹配规则 E，而不会匹配规则 D，因为规则 E 不区分大小写。 - 访问
http://localhost/img/a.gif会匹配上规则 D，虽然规则 Y 也可以匹配上，但是因为正则匹配优先，而忽略了规则 Y。 - 访问
http://localhost/img/a.tiff会匹配上规则 Y。 - 访问
http://localhost/category/id/111则最终会匹配到规则 F，因为以上规则都不匹配，这个时候应该是 Nginx 转发请求给后端应用服务器，比如 FastCGI(php)，tomcat(jsp)，Nginx 作为反向代理服务器存在。
1.1.1 ngx_http_core_location
static char *
ngx_http_core_location(ngx_conf_t *cf, ngx_command_t *cmd, void *dummy)
{
char *rv;
u_char *mod;
size_t len;
ngx_str_t *value, *name;
ngx_uint_t i;
ngx_conf_t save;
ngx_http_module_t *module;
ngx_http_conf_ctx_t *ctx, *pctx;
ngx_http_core_loc_conf_t *clcf, *pclcf;
/* 为当前location{}分配一个存储所有配置项的配置上下文结构体 */
ctx = ngx_pcalloc(cf->pool, sizeof(ngx_http_conf_ctx_t));
if (ctx == NULL) {
return NGX_CONF_ERROR;
}
/* pctx 指向当前location的父级 {} 的配置上下文结构体，如 server{} */
pctx = cf->ctx;
/* 当前location{}的main_conf、srv_conf都继承自父级 {} 的配置上下文结构体 */
ctx->main_conf = pctx->main_conf;
ctx->srv_conf = pctx->srv_conf;
/* 当前location{}仅需为所有 HTTP 模块分配 loc 级别的配置项存储空间 */
ctx->loc_conf = ngx_pcalloc(cf->pool, sizeof(void *) * ngx_http_max_module);
if (ctx->loc_conf == NULL) {
return NGX_CONF_ERROR;
}
/* 调用所有 HTTP 模块的 create_loc_conf（若有实现的话），将各个 HTTP 模块
* 生成的 loc 级别的配置项结构体保存到当前location的 loc_conf 数组中的
* 各自 ctx_index 索引处 */
for (i = 0; cf->cycle->modules[i]; i++) {
if (cf->cycle->modules[i]->type != NGX_HTTP_MODULE) {
continue;
}
module = cf->cycle->modules[i]->ctx;
if (module->create_loc_conf) {
ctx->loc_conf[cf->cycle->modules[i]->ctx_index] =
module->create_loc_conf(cf);
if (ctx->loc_conf[cf->cycle->modules[i]->ctx_index] == NULL) {
return NGX_CONF_ERROR;
}
}
}
/* 获取当前location的loc_conf数组中 ngx_http_core_module 模块的loc级别配置项结构体 */
clcf = ctx->loc_conf[ngx_http_core_module.ctx_index];
/* ngx_http_core_module 模块的 ngx_http_core_loc_conf_t 结构体中的 loc_conf
* 成员指向当前 location 的 loc_conf 数组 */
clcf->loc_conf = ctx->loc_conf;
/* 获取配置文件中 location 的第一个参数，即为 "location" */
value = cf->args->elts;
/* 若当前location配置指令总共有三个参数, 如: location = /test */
if (cf->args->nelts == 3) {
len = value[1].len;
mod = value[1].data;
name = &value[2];
/* 若第二个参数为 '='，则表示该 location 为完全匹配，如: location = /test */
if (len == 1 && mod[0] == '=') {
/* 当前 location 的名称 */
clcf->name = *name;
/* 标志位，为 1 表示当前location为完全匹配类型 */
clcf->exact_match = 1;
/* 若第二个参数为 "^~"，如: location ^~ /static/，则表示为对 URL 路径
* 进行前缀匹配，并且优先级大于正则匹配 */
} else if (len == 2 && mod[0] == '^' && mod[1] == '~') {
clcf->name = *name;
/* 标志位，为 1 表示不是正则匹配 */
clcf->noregex = 1;
/* 若第二个参数为 "~"，如：location ~ \.(gif|jpg|png|js|css)$，则表示为
* 区分大小写的正则匹配 */
} else if (len == 1 && mod[0] == '~') {
if (ngx_http_core_regex_location(cf, clcf, name, 0) != NGX_OK) {
return NGX_CONF_ERROR;
}
/* 若第二个参数为 "~*"，如：location ~* \.png$，则表示为不区分大小写的正则匹配 */
} else if (len == 2 && mod[0] == '~' && mod[1] == '*') {
if (ngx_http_core_regex_location(cf, clcf, name, 1) != NGX_OK) {
return NGX_CONF_ERROR;
}
/* 除此之外的其他情况表示错误 */
} else {
ngx_conf_log_error(NGX_LOG_EMERG, cf, 0,
"invalid location modifier \"%V\"", &value[1]);
return NGX_CONF_ERROR;
}
/* 若为两个参数的情况，如：location /test */
} else {
/* 该location 的名称 */
name = &value[1];
/* 若第一个字符为'='，如：location =/test，则表示完全匹配 */
if (name->data[0] == '=') {
clcf->name.len = name->len - 1;
clcf->name.data = name->data + 1;
/* 标志位，为 1 表示完全匹配 */
clcf->exact_match = 1;
/* 若 1、2 字节为 "^~"，如: location ^~/static/ */
} else if (name->data[0] == '^' && name->data[1] == '~') {
clcf->name.len = name->len - 2;
clcf->name.data = name->data + 2;
/* 标志位，为 1 表示不是正则匹配 */
clcf->noregex = 1;
/* 正则匹配 */
} else if (name->data[0] == '~') {
name->len--;
name->data++;
/* location ~*\.png$，不区分大小写的正则匹配 */
if (name->data[0] == '*') {
name->len--;
name->data++;
if (ngx_http_core_regex_location(cf, clcf, name, 1) != NGX_OK) {
return NGX_CONF_ERROR;
}
/* 否则为 location ~\.(gif|jpg|png|js|css)$，表示区分大小写的正则匹配 */
} else {
if (ngx_http_core_regex_location(cf, clcf, name, 0) != NGX_OK) {
return NGX_CONF_ERROR;
}
}
} else {
clcf->name = *name;
/* 类似: location @rewrite，属于命名location，仅用于内部 server 跳转，
* 如 rewrite 指令 */
if (name->data[0] == '@') {
/* 标志位，为 1 表示为命名location */
clcf->named = 1;
}
}
}
/* 获取父级（一般为 server{}或 location{}(嵌套location的情况)）下loc_conf数组中
* ngx_http_core_module 模块的上下文配置结构体 */
pclcf = pctx->loc_conf[ngx_http_core_module.ctx_index];
/* 若当前的 location 位于另一个 location 内 */
if (cf->cmd_type == NGX_HTTP_LOC_CONF) {
/* nested location */
#if 0
clcf->prev_location = pclcf;
#endif
/* 若父级 location 为完全匹配的情况，则表示出错，因为
* 完全匹配的location内不允许嵌套另一个location */
if (pclcf->exact_match) {
ngx_conf_log_error(NGX_LOG_EMERG, cf, 0,
"location \"%V\" cannot be inside "
"the exact location \"%V\"",
&clcf->name, &pclcf->name);
return NGX_CONF_ERROR;
}
/* 若父级 location 为命名 location 的情况，则同样表示错误，
* 因为命名 location 里也不能包含其他 location，并且命令 location
* 只能在 server 上下文里，仅用于 server 内部跳转 */
if (pclcf->named) {
ngx_conf_log_error(NGX_LOG_EMERG, cf, 0,
"location \"%V\" cannot be inside "
"the named location \"%V\"",
&clcf->name, &pclcf->name);
return NGX_CONF_ERROR;
}
/* 若当前 location 为命名 location，则同样表示错误 */
if (clcf->named) {
ngx_conf_log_error(NGX_LOG_EMERG, cf, 0,
"named location \"%V\" can be "
"on the server level only",
&clcf->name);
return NGX_CONF_ERROR;
}
/* 父级 location 名称长度 */
len = pclcf->name.len;
#if (NGX_PCRE)
if (clcf->regex == NULL
&& ngx_filename_cmp(clcf->name.data, pclcf->name.data, len) != 0)
#else
if (ngx_filename_cmp(clcf->name.data, pclcf->name.data, len) != 0)
#endif
{
ngx_conf_log_error(NGX_LOG_EMERG, cf, 0,
"location \"%V\" is outside location \"%V\"",
&clcf->name, &pclcf->name);
return NGX_CONF_ERROR;
}
}
/* 在对参数进行解析并区分出 location 类型以及做出有效性判断后，
* 将该 location 添加到父级的 locations 队列里，这里表明是当前
* server{} 下的所有 location 都添加到该 server{} 下的 locations
* 队列中进行统一管理 */
if (ngx_http_add_location(cf, &pclcf->locations, clcf) != NGX_OK) {
return NGX_CONF_ERROR;
}
save = *cf;
/* 设置配置结构体的 ctx 上下文指向当前 location{} 的上下文 */
cf->ctx = ctx;
/* 标记接下来解析的指令位于 location{} 内 */
cf->cmd_type = NGX_HTTP_LOC_CONF;
/* 开始解析该 location{} */
rv = ngx_conf_parse(cf, NULL);
*cf = save;
return rv;
}
1.1.2 ngx_http_core_regex_location
该函数用于解析当前 location 指令为正则匹配的情况。
/*
* @regex: 该 location 的正则表达式
* @caseless: 为 0 表示区分大小写; 为 1 表示不区分大小写
*/
static ngx_int_t
ngx_http_core_regex_location(ngx_conf_t *cf, ngx_http_core_loc_conf_t *clcf,
ngx_str_t *regex, ngx_uint_t caseless)
{
/* 必须启用了 PCRE 功能 */
#if (NGX_PCRE)
ngx_regex_compile_t rc;
u_char errstr[NGX_MAX_CONF_ERRSTR];
ngx_memzero(&rc, sizeof(ngx_regex_compile_t));
/* 该正则表达式 */
rc.pattern = *regex;
rc.err.len = NGX_MAX_CONF_ERRSTR;
rc.err.data = errstr;
#if (NGX_HAVE_CASELESS_FILESYSTEM)
rc.options = NGX_REGEX_CASELESS;
#else
/* 为 1 表示不区分大小写，为 0 表示区分大小写 */
rc.options = caseless ? NGX_REGEX_CASELESS : 0;
#endif
/* 暂时不继续向下分析 */
clcf->regex = ngx_http_regex_compile(cf, &rc);
if (clcf->regex == NULL) {
return NGX_ERROR;
}
/* 将该正则表达式置为当前 location 的名称 */
clcf->name = *regex;
return NGX_OK;
#else
ngx_conf_log_error(NGX_LOG_EMERG, cf, 0,
"using regex \"%V\" requires PCRE library",
regex);
return NGX_ERROR;
#endif
}
1.1.3 ngx_http_add_location
ngx_int_t
ngx_http_add_location(ngx_conf_t *cf, ngx_queue_t **locations,
ngx_http_core_loc_conf_t *clcf)
{
ngx_http_location_queue_t *lq;
/* 若该 server{} 下的 locations 队列还没有生成，则创建 */
if (*locations == NULL) {
*locations = ngx_palloc(cf->temp_pool,
sizeof(ngx_http_location_queue_t));
if (*locations == NULL) {
return NGX_ERROR;
}
/* 该队列用于管理所有的 location */
ngx_queue_init(*locations);
}
/* 下面构造初始化一个 ngx_http_location_queue_t 结构体，该结构体
* 表征一个 location，将会被挂载在 server{} 下的 loations 队列下 */
lq = ngx_palloc(cf->temp_pool, sizeof(ngx_http_location_queue_t));
if (lq == NULL) {
return NGX_ERROR;
}
/* 绝对匹配、正则匹配以及命名或未命名地址都挂载在 exact 字段下 */
if (clcf->exact_match
#if (NGX_PCRE)
|| clcf->regex
#endif
|| clcf->named || clcf->noname)
{
lq->exact = clcf;
lq->inclusive = NULL;
/* 其他情况，如前缀匹配则挂载在 inclusive 字段下 */
} else {
lq->exact = NULL;
lq->inclusive = clcf;
}
/* 该 location 的名称 */
lq->name = &clcf->name;
/* 配置文件绝对路径名 */
lq->file_name = cf->conf_file->file.name.data;
/* 解析当前的 location 时在 nginx.conf 中的行号 */
lq->line = cf->conf_file->line;
/* 初始化该 lq->list 队列 */
ngx_queue_init(&lq->list);
/* 将该 lq 插入到 locations 队列的尾部 */
ngx_queue_insert_tail(*locations, &lq->queue);
return NGX_OK;
}
一个 server{} 下若有 4 个 location，则会形成如下图所示的框架：
如果整个配置里存在多个 location 的层次嵌套，那么此时对应的组织结构图如下图所示。
此外，由 Nginx 的源码可知，ngx_http_add_location 函数也会被 ngx_http_core_limit_except() 和 ngx_http_rewrite_if() 调用。因此，除了 location 指令之外，还有指令 limit_except 和 if 也会间接的导致生成 location，也即未命名 location，它们对应的 noname 字段会被设置为 1（即 clcf->noname = 1;）。这些 location 同样会加入到上图的 location tree 中，因为虽然它们最终并没有用在一般的请求地址匹配查找过程里，但是在进行配置合并的时候，这样可以让它们可以继承来之上层 location 的相关设置值。
