Nginx 介绍
Nginx 是什么
Nginx ("engine x") 是一个开源的，支持高性能、高并发的 Web 服务和代理服务软件。它是由俄罗斯人 Igor Sysoev 开发的，最初被应用在俄罗斯的大型网站 www.rambler.ru 上。后来作者将源代码以类 BSD 许可的形式开源出来供全球使用。
Nginx 的官方介绍见 http://nginx.org/en/
Nginx 中文介绍见 http://tengine.taobao.org/nginx_docs/cn/
Nginx 的重要特性
Nginx 基本特性
- 可针对静态资源高速高并发访问及缓存。
- 可使用反向代理加速，并且可进行数据缓存。
- 具有简单负载均衡、节点健康检查和容错功能。
- 支持远程 FastCGI 服务的缓存加速。
- 支持 FastCGI、Uwsgi、SCGI、Memcached Servers 的加速和缓存。
- 支持SSL、TLS、SNI。
- 具有模块化的架构：过滤器包括 gzip 压缩、ranges 支持、chunked 响应、XSLT、SSI 及图像缩放等功能。在SSI 过滤中，一个包含多个 SSI 的页面，如果经由 FastCGI 或反向代理，可被并行处理。
Nginx Web 服务特性
- 支持基于名字、端口及IP的多虚拟主机站点。
- 支持 Keep-alive 和 pipelined 连接。
- 可进行简单、方便、灵活的配置和管理。
- 支持修改 Nginx 配置，并且在代码上线时，可平滑重启，不中断业务访问。
- 可自定义访问日志格式，临时缓冲写日志操作，快速日志轮询及通过 rsyslog 处理日志。
- 可利用信号控制 Nginx 进程。
- 支持 3xx-5xx HTTP状态码重定向。
- 支持 rewrite 模块，支持 URI 重写及正则表达式匹配。
- 支持基于客户端 IP 地址和 HTTP 基本认证的访问控制。
- 支持 PUT、DELETE、MKCOL、COPY 及 MOVE 等特殊的 HTTP 请求方法。
- 支持 FLV 流和 MP4 流技术产品应用。
- 支持 HTTP 响应速率限制。
- 支持同一 IP 地址的并发连接或请求数限制。
- 支持邮件服务代理。
面试必答特性
- 支持高并发：能支持几万并发连接（特别是静态小文件业务环境）。
- 资源消耗少：在3万并发连接下，开启10个 Nginx 线程消耗的内存不到200MB。
- 可以做 HTTP 反向代理及加速缓存，即负载均衡功能，内置对 RS 节点服务器健康检查功能，这相当于专业的 Haproxy 软件或 LVS 的功能。
- 具备 Squid 等专业缓存软件等的缓存功能。
- 支持异步网络 I/O 事件模型 epoll（ Linux 2.6 内核 以上）。
Nginx 在企业中的应用
作为 Web 服务软件
Nginx 是一个支持高性能、高并发的 Web 服务软件，它具有很多优秀的特性，作为 Web 服务器，与 Apache 相比，Nginx 能够支持更多的并发连接访问，但占用的资源却更少，效率更高，在功能上也强大了很多，几乎不逊色于 Apache。
反向代理或负载均衡服务
在反向代理或负载均衡服务方面，Nginx 可以作为 Web 服务、PHP 等动态服务及 Memcached 缓存的代理服务器，它具有类似专业反向代理软件（如 Haproxy）的功能，同时也是一个优秀的邮件代理服务软件（最早开发这个产品的目的之一就是作为邮件代理服务），同时 Nginx 的代理在 Nginx 1.9.0 发布之后，还支持 TCP 的代理。
前端业务数据缓存服务
在 Web 缓存服务方面， Nginx 可通过自身的 proxy_cache 模块实现类 Squid 等专业缓存软件的功能。
Nginx的这三大功能中， Web服务、反向代理或负载均衡服务是国内使用 Nginx 的主要场景。
Nginx 与其他 Web软件产品的对比
Apache 软件特点
- Apache2.2 版本非常稳定强大，据官方说，Aapche 2.4 版本性能更强。
- prefork 模式取消了进程创建开销，性能很高。
- 处理动态业务数据时，因关联到后端的引擎和数据库，瓶颈不在 Apache 上。
- 高并发时消耗资源相对多一些。
- 基于传统的 select 模型，高并发能力有限。
- 支持扩展库，可以通过 DSO、apxs 方法编译安装额外的插件功能，不需要重新编译 Apache。
- 功能多，更稳定，更安全，插件也多。
- 市场份额在逐年递减。
Lighttpd 软件特点
- 基于异步网络 I/O 模型，性能、并发都与 Nginx 相近。
- 扩展库是 SO 模式，比 Nginx 灵活。
- 目前国内使用率比较低，安全性没有 Apache 和 Nginx 好。
- 通过插件（mod_secdownload）可实现文件 URL 地址加密（优点）。
- 社区不活跃，市场份额交较低。
Nginx、Apache、Lighttpd 对比
- 处理静态小文件（小于1MB）时，Nginx 和 Lighttpd 比 Apache 更有优势（高并发、资源占用少）。这是因为 Nginx 和 Lighttpd 是基于异步网络 I/O 模型，而 Apache 基于传统的 select 模型。
- 处理动态数据时，三者差距不大，Apache 更有优势一点。这是因为处理动态数据的能力取决于 PHP（java）和后端数据库的服务能力，也就是说瓶颈不在 Web 服务器上，一般情况下普通的 PHP 引擎支持的并发连接参考值为 300~1000，Java 引擎和数据库的并发连接参考值为 300~1500。业务场景及网站架构不同，并发连接数也会有上下浮动，这些数字仅供参考。
- Nginx 不支持类似 Apache 的动态模块加载，安装扩展模块必须重新编译 Nginx（ Tengine 支持动态模块加载）。
- Nginx 不仅支持 Web服务，同时还能做反向代理或负载均衡服务以及前端业务数据缓存服务。
- Nginx 市场份额逐年快速增长，社区非常活跃。
Apache select 和 Nginx epoll 对比
下面用两个通俗的比喻来解释 Apache 采用的 select 模型 和 Nginx 采用的 epoll 模型之间的区别。
第一个比喻：假设你在大学读书，住的宿舍楼有很多房间，你的朋友要来找你。select 版宿管大妈就会带着你的朋友到各房间挨个去找，直到找到你位置。而 epoll 版宿管大妈会先记下每位入住同学的房间号，你的朋友来找你时，只需要告诉你的朋友你住在哪个房间即可，不用亲自带着你的朋友满宿舍楼找人了。如果同时来了 100 个人，都要找自己住在这栋楼的同学， epoll 版宿管大妈的效率要更高。
第二个比喻：select 的调用复杂度是线性的，即O(n)。举个例子，一个保姆照看一群孩子，如果把孩子是否需要尿尿比作网络 I/O 事件，select 的作用就好比这个保姆挨个询问每个孩子“你要尿尿吗？”如果孩子回答是，保姆则把孩子领出去放到另外一个地方。当所有的孩子询问完之后，保姆领着这些要尿尿的孩子去上厕所（处理网络 I/O 事件）。在 epoll 机制下，保姆不需要挨个询问每个孩子是否需要尿尿。取而代之的是，如果孩子需要尿尿，他就自主动站到事先约定好的地方，而保姆的职责就是查看事先约定好的地方是否有孩子。如果有小孩，则领着孩子去上厕所（网络事件处理）。因此，epoll 的这种机制，能够高效地处理成千上万的并发连接，而且性能不会随着连接数增加而下降太多。
Apache select 和 Nginx epoll 技术对比
| 指标 | select | epoll |
|---|---|---|
| 性能 | 随着连接数的增加性能急剧下降。处理成千上万并发连接时，性能很差 | 随着连接数的增加，性能基本上没有下降。处理成千上万并发连接时，性能很好 |
| 连接数 | 连接数有限制，处理的最大连接数不超过 1024 个 。如果超过 1024 个则需修改 FD_SETSIZE 宏，并重新编译 | 连接数无限制 |
| 内在处理机制 | 线性轮询 | 回调 callback |
| 开发复杂性 | 低 | 中 |
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如何正确选择 Web 服务器
虽然国内很多人都在使用 Nginx ，但是 Apache、Lighttpd 这两个 Web 服务器同样非常强大且使用，尤其 Apache ，到目前为止仍是全球使用最广泛的 Web 服务软件。
在实际工作中，我们需要根据业务需求来选择合适的业务服务软件，建议如下：
- 静态业务：若是高并发场景，尽量采用 Nginx 或 Lighttpd ，首选 Nginx。
- 动态业务：理论上采用 Nginx 和 Apache 均可，建议选择 Nginx，为了避免相同业务服务软件多样化，增加额外维护成本。动态业务可以由 Nginx 兼做前端代理，再根据页面元素的类型或目录，转发到后端相应的服务器进行处理。
- 既有静态又有动态业务：采用 Nginx。
