Nginx的介绍
Nginx的介绍
制作人：全心全意
I/O模型介绍
Select：Linux实现对应，I/O复用模型，BSD4.2最早实现
Poll：Linux实现，对应I/O复用模型，System V unix最早实现
Epoll：Linux实现，对应I/O复用模型，具有信号驱动I/O模型的某些特性
实现机制
| select | poll | epoll | |
| 操作方式 | 遍历 | 遍历 | 回调 |
| 底层实现 | 数组 | 链表 | 哈希表 |
| IO效率 | 每次调用进行线性遍历，时间复杂度O(n) | 每次调用进行线性遍历，时间复杂度O(n) | 事件通知方式，每当fd就绪，系统注册的回调函数就会被调用，时间复杂度O(1) |
| 最大连接数 | 1024（x86）或2048（x64） | 无上限 | 无上限 |
| fd拷贝 | 每次调用select，都需要将fd集合从用户态拷贝到内核 | 每次调用poll，都需要将fd集合从用户态拷贝到内核 | 调用时拷贝进内核并保存，之后每次epoll_wait不拷贝 |
epoll的介绍
说明：
在Linux2.6内核中提出的select和poll的增强版本
支持水平触发LT和边缘触发ET，最大的特点在于边缘触发，它只告诉进程哪些fd刚刚变为就绪态，并且只会通知一次
使用”事件“的就绪通知方式，通过epoll_ctl注册fd，一旦该fd就绪，内核就会采用类似callback的回调机制来激活该fd，epoll_wait便可以收到通知
优点：
没有最大并发连接的限制：能打开的FD的上限远大于1024（1G的内存能监听约10万个端口）
效率提升：非轮询方式，不会随着FD数目的增加而效率降低；只有活跃可用的FD才会调用callback函数，即epoll最大的优点就在于它只管理”活跃“的连接，而跟连接总数无关
内存拷贝：利用mmap加速与内核空间的消息传递；即epoll使用mmap减少复制开销
nginx的程序架构
master/worker结构
一个master进程：负责加载和分析配置文件、管理worker进程、平滑升级
一个或多个worker进程：处理并响应用户请求
缓存相关的进程：
cache loader：装载缓存对象
cache manager：管理缓存对象
nginx模块
nginx高度模块化，但其模块早期不支持DSO机制；1.9.11版本支持动态装载和卸载
模块的分类：
核心模块：core module
标准模块：
HTTP模块：ngx_http_*
HTTP Core modules 默认功能
HTTP Optional modules 需编译时指定
Mail模块：ngx_mail_*
Stream模块：ngx_stream_*
第三方模块
nginx命令选项
命令语法： nginx [-?hqTtVv] [-c file] [-g directives] [-p prefix] [-s signal] 选项： -?,-h 查看帮助 -c file 指定配置文件(默认:/etc/nginx/nginx.conf) -v 显示版本和编译语法并退出 -t 检查配置文件语法 -T 检查配置文件语法并输出配置文件 -q 在检查配置文件时，不显示非错误信息 -s signal 发送信号（stop停止、quit退出、reopen重启、reload加载配置文件） -p prefix 指定工作目录路径（默认：/usr/share/nginx） -g directives 指定全局参数和附加配置文件
nginx配置文件介绍
主配置文件结构
main block：主配置段，即全局配置段，对http，mail都生效
event{
...
} 事件驱动相关配置
http {
...
} http/https协议相关配置段
mail {
...
} mail协议相关配置段
stream {
...
} stream服务器相关配置段
http协议相关的配置结构
http {
...
各server的公共配置
...
server { 每个server用于定义一个虚拟主机
...
}
server {
...
server_name 虚拟主机名
root 主目录
alias 路径别名
location [OPENATOR] URL { 指定URL的特性
...
if CONDITION {
}
}
}
}
- 主配置段
user：指定nginx(worker进程)的运行用户，只能放在主配置段
pid：pid文件位置
include：指定包含进来的其他配置文件路径
load_module：加载模块
性能相关
worker_processes：worker进程的数量；通常为当前主机CPU的物理核心数，也可设置为auto
worker_cpu_affinity：绑定一个worker进程一直在某一个cpu上运行（cpumask：00000001、00000010、00000100，分别代表第零、一、二号CPU）
worker_priority：指定worker进程优先级，范围是[-20,20]，默认为0
worker_rlimit_nofile：指定worker进程所能够打开的文件数量上限，如65535
调试和定位
daemon：是否以守护进程方式运行Nginx，默认是守护进程方式（后台）on|off
master_process：是否以master/worker模型运行nginx；默认为on，off将不启动worker
error_log：指定错误日志输出位置
- 事件驱动
worker_connections：每个worker进程支持多少个并发连接
use：指定并发连接请求的处理方法，默认自动选择最优方法（epoll）
accept_mutex：处理新的连接请求的方法，on表示由各个worker轮流处理新请求，off表示每个新请求的到达都会通知所有的worker进程，但只有一个进程可以获得连接，造成“惊群”，影响性能，默认为off。
- http协议的相关配置
server（虚拟主机）中的配置
listen：指定监听端口，可同时指定监听主机名（IP/域名）
default_server：设定为默认虚拟主机
ssl：限制仅能够通过ssl连接提供服务（https）
backlog=number：设置超过并发连接后，新请求队列的长度
rcvbuf=size：设置接收缓冲区的大小
sndbuf=size：设置发送缓冲区的大小
server_name：指定网站名称（网站域名）
支持通配字符*（如*.xinyi.com、www.xinyi.*）
支持正则表达式
root：指定网站家目录
tcp_nodelay：在keepalived模式下的连接是否启动RCP_NODELAY选项（on：不延迟发送，收到一个请求立即回应一个请求，默认选项。off：延迟发送，合并多个请求后发送）
sendfile：默认为off。为on时，从磁盘中将数据拷贝到内核中封装报文直接发送，不需在从内存中转
server_tokens：是否在响应报文的Server头部显示nginx版本，可在http和server中设置（on|off）商业版可支持字符串
location
在一个server中location配置段可存在多个，用于实现从uri到文件系统的路径映射；nginx会根据用户请求的URI来检查定义的所有location，并找出一个最佳匹配，而后应用其配置。该段可放在server中，也可嵌套在location中。
=：精确匹配
^~：对URI的最左边部分做匹配检查，不区分字符大小写
~：对URI做正则表达式模式匹配，区分字符大小写
~*：对URI做正则表达式模式匹配，不区分字符大小写
不带符号：匹配起始于此uri的所有uri
匹配优先级从高到低：=，^~，~/~*，不带符号
server {
root ...
location ... {
root ...
}
}
alias：路径别名，文档映射的另一种机制；仅能用于location上下文。（与root的不同，例“/web”中路径“/www/html”，访问/web，使用root匹配html/web下的文件，而alias访问的是html下的文件）
index：指定默认网页文件。
error_page：定义响应状态码所对应的响应错误页（例：error_page 404 /404.html），还可以设置以200状态码响应错误页面，防止被浏览器劫持错误页面（例：error_page 404 =200 /404.html）
try_files：按顺序检查文件是否存在，返回按顺序找到的第一个文件或文件夹，如果所有的文件或文件夹都找不到，会进行一个内部重定向到最后一个参数，只有最后一个参数可以引起一个内部重定向，之前的参数只设置内部URI的指向。最后一个参数是回退URI且必须存在，否则会出现内部500错误。
location /images/ {
try_files $uri /images/defautl.gif;
}
location / {
try_files $uri $uri/index.html $uri.html =404;
}
定义客户端请求的相关配置
keepalive_timeout timeout [header_timeout]：设定保持连接超时时长，0表示禁止长连接，默认为75S
keepalive_requests number：在一次长连接上允许请求资源的最大数量，默认为100。
keepalive_disable none|browser...：对那种浏览器禁用长连接。
send_timeout time：向客户端发送响应报文的超时时长，此外是指两次写操作之间的间隔时长，而非整个响应过程的传输时长。
client_body_buffer_size size：用于接收每个客户端请求报文的body部分的缓冲区大小，默认为16k；超出此大小时，将其暂存到磁盘上，由client_body_temp_path指令所暂存的位置
client_body_temp_path path [level1 [level2 [level3]]]：设定存储客户端请求报文的body部分的临时存储路径及子目录结构和数量，目录名为16进制的数字。
client_body_temp_path /var/tmp/client_body 1 2 2 1 1级目录占1位16进制，即2^4=16个目录0-f 2 2级目录占2位16进制，即2^8=256个目录00-ff 2 3级目录占2位16进制，即2^8=256个目录00-ff
对客户端进行限制的相关配置
limit_rate rate：限制响应给客户端的传输速率，单位是bytes/second，默认值为0，表示无限制。（1000000 = 1M）
limit_except method ... {...}：仅用于location，限制客户端使用除了指定的请求方法之外的其它方法（GET、HEAD、POST、PUT、DELETE、MKCOL、COPY、MOVE、OPTIONS、PROPFIND、PROPPATCH、LOCK、UNLOCK、PATCH）
limit_except GET {
allow 192.168.1.0/24;
deny all;
}
#除了GET和HEAD之外其它方法仅允许192.168.1.0/24网段主机使用
文件操作的优化配置
aio on|off|threads[=pool]：是否启动aio功能
directio size|off：当文件大于给定大小时，例如directio 4m，同步（直接）写磁盘，而非写缓存
open_file_cache：缓存的设置
open_file_cache off
#
open_file_cache max=N [inactive=time]
nginx可以缓存以下三种信息：
文件元数据（文件的描述符，大小和最近一次修改的时间）
目录结构
没有找到的或者没有权限访问的文件的相关信息
max=N：可缓存的缓存项上线，达到上限后会使用LRU算法（最近，最少使用算法）实现管理
inative=time：缓存项的非活动时长，在此处指定的时长内未被命中的或命中次数少于open_file_cache_min_uses指令所指定的次数的缓存项即为非活动项，将被删除
open_file_cache_errors on|off：是否缓存查找时发生的错误的文件的一类的信息，默认值为off
open_file_cache_min_uses number：在open_file_cache指令的inactive参数指定的时长内，至少被命中此处指定的次数，方可被归类为活动项。
open_file_cache_valid time：缓存项有效性的检查频率，默认值为60S
实现基于ip的访问控制功能
location / {
deny 192.168.1.1;
allow 172.16.1.0/24;
allow 2001:0db8::/32 #ipv6地址
deny all;
}
自上而下检查，一旦匹配，立即生效。
实现基于用户的访问控制，使用basic机制进行用户认证
auth_basic string|off
auth_basic_user_file file
location /admin/ {
auth_basic "Admin Area";
auth_basic_user_file /etc/nginx/ngxpasswd;
}
用户口令文件格式：
明文文本：name:password:comment
加密文本：由htpasswd命令实现，httpd-tools所提供
输出nginx的基本状态信息
ngx_http_stub_status_module模块
输出信息示例：
Active connections:291
server accepts handled requests
123 123 123
Reading:6 Writing:179 Waiting:106
三个数字分别对应accepts，handled，requests三个值
Active connections： 当前状态 ，活动状态的连接数
accepts ：统计总值 ，已经接受的客户端请求的总数
handled ：统计总值 ，已经处理完成的客户端请求的总数
requests ：统计总值 ，客户端发来的总的请求数
Reading ：当前状态 ，正在读取客户端请求报文茵部的连接的连接数
Writing ：当前状态 ，正在向客户端发送响应报文过程中的连接数
Waiting ：当前状态 ，正在等待客户端发出请求的空闲连接数
示例：
location /status {
stub_status;
allow 172.16.1.0/24;
deny all;
}
用gzip方法压缩响应数据，节约宽带
gzip on|off：启用或禁用gzip压缩
gzip_comp_level level：压缩比由低到高1-9，默认为1
gzip_min_length length：启动压缩功能的响应报文大小阈值，达到指定大小的进行压缩。
gzip_http:version 1.0|1.1：设定压缩协议，默认1.1
gzip_types：指明仅对哪些类型的资源执行压缩操作，默认包含有“text/html”，不用指定，否则报错。
gzip_vary on|off：如果启用压缩，是否在响应报文头部插入“Vary：Accept-Encoding”
gzip_proxied：nginx为代理服务器时，对于后端服务器的响应报文，在何种条件下启用压缩功能
示例：
gzip on; gzip_comp_level 6; gzip_min_length 64; gzip_proxied any; gzip_types text/xml text/css application/javascript;
