Nginx 学习
Nginx 介绍
Nginx是一个高性能的HTTP、反向代理服务器；主要功能：①反向代理 ②实现集群和负载均衡③ 静态资源虚拟化。
什么是代理
正向代理
正向代理可以理解为「客户端」的代理
反向代理
反向代理可以理解为「服务器」的代理
Nginx 下载与安装
1.下载源代码手动编译安装(推荐)，下载Nginx包，官网下载地址：http://nginx.org/en/download.html
- 使用FTP工具将文件上传到虚拟机中
- 解压Nginx包，并安装
tar -zxvf nginx-1.21.6.tar.gz #解压到当前目录
cd nginx-1.21.6 #进入解压后的文件夹
ls
#文件夹中的文件：auto CHANGES.ru configure html man src CHANGES conf contrib LICENSE README- 安装依赖库
#安装C编译器
yum install -y gcc
#安装pcre库PVEL
yum install -y pcre pcre-devel
#安装zlib
yum install -y zlib zlib-devel- 编译安装
./configure --prefix=/usr/local/nginx # 指定编译选项，--prefix选项指定安装的目录
make # 编译
make install # 安装编译结果- 创建软连接（可以直接使用nginx命令，不会出现-bash: nginx: command not found错误）
ln -s /usr/local/nginx/sbin/nginx /usr/local/bin #实际路径根据自己的情况确定- 放开防火墙80端口
firewall-cmd --zone=public --add-port=80/tcp --permanent
firewall-cmd --reload # 开放或者关闭端口需要重启防火墙Nginx 目录
Nginx一般安装在/usr/local/nginx目录下（安装时--prefix可指定安装目录）
conf #配置文件
｜-nginx.conf # 主配置文件
｜-其他配置文件 # 可通过那个include关键字，引入到了nginx.conf生效
html #静态页面
logs（默认不是放在这里，可以在配置文件中修改为这里）
｜-access.log #访问日志(每次访问都会记录)
｜-error.log #错误日志
｜-nginx.pid #进程号
sbin
｜-nginx #主进程文件
*_temp #运行时，生成临时文件Nginx进程模型
Master 进程和Work 进程
Master 进程的作用
启动和关闭服务： master 进程负责启动和关闭 Nginx 服务。它读取并解析配置文件，启动 worker 进程。
管理 Worker 进程： master 进程管理所有的 worker 进程，监控它们的运行状态。它会在 worker 进程异常退出或终止时，自动重启新的 worker 进程，以保持服务的正常运行。
信号处理： master 进程处理外部信号，如重载配置、平滑升级和停止服务等信号。根据接收到的信号，master 进程会执行相应的操作，如重新加载配置文件或优雅地关闭服务。
Work 进程的作用
处理请求： worker 进程负责处理客户端的请求。每个 worker 进程是等价的，能够独立处理请求。通过这种方式，Nginx 能够并行处理大量的客户端请求，提高了服务的并发处理能力。
异步非阻塞模式： worker 进程采用异步非阻塞的方式处理请求，通过事件驱动机制，高效地 处理大量的并发连接。
共享内存： worker 进程之间通过共享内存机制共享部分数据，例如缓存、限速等数据，保证各 worker 进程之间的数据一致性。
Work 进程数量设置
要设置 Nginx 的 worker 进程数量，可以在 Nginx 的配置文件中进行配置。通常情况下，worker 进程的数量由服务器的 CPU 核心数来确定，以充分利用服务器的硬件资源，提高性能。
打开 Nginx 的配置文件，通常位于 /etc/nginx/nginx.conf。在配置文件中找到 worker_processes 指令。这是设置 worker 进程数量的地方。
worker_processes auto;
//#auto 表示让 Nginx 自动根据系统的 CPU 核心数来确定 worker 进程数量。Master关系和Work和协作
- 独立处理请求： 每个 worker 进程独立于其他 worker 进程，处理自己的客户端请求。这种设计避免了进程间的锁争用，提高了性能和处理效率。
- Master-Worker 模式： master 进程负责全局管理和控制，worker 进程负责实际的请求处理工作。这种模式有效地分离了控制和工作职责，使得 Nginx 既能高效地处理请求，又能灵活地管理进程。
- 负载均衡： master 进程在启动时创建多个 worker 进程，操作系统负责将客户端请求均匀分配给这些 worker 进程，实现了负载均衡。
Worker的抢占机制
多个worker进程争抢一个锁，获取锁的进程进行响应
Worker事件处理机制
传统HTTP服务器是同步处理，当多个客户端请求时，如果Client1的请求被阻塞，Master会fork新的worker进程处理
但是Nginx采用的是异步非阻塞方式，如果Client1的请求被阻塞，worker会取处理下一个请求，不会阻塞当前worker进程。所以Nginx的一个worker进程可以并发处理大量请求
Nginx 配置
Nginx 配置文件详情
//# master进程会启动worker进程，该选项设置在系统中显示启动该进程的用户名（一般不改动，默认nobody）
//# user nobody
//# 启动的worker进程数
worker_processes 1;
//# 错误日志放置的路径 notice、info是错误日志的级别，比如：info就是日志级别大于info才生成日志
//# 默认地址为/var/log/nginx/error.log ，可通过nginx -V返回的--eror-log-path字段获取实际值
//#error_log logs/error.log;
//#error_log logs/error.log notice;
//#error_log logs/error.log info;
//# pid文件存放路径,默认：/var/run/nginx/nginx.pid，可通过nginx -V返回的--pid-path字段获取实际值
//#pid logs/nginx.pid;
//# 配置事件处理方式、worker最大连接数
events {
use epoll; //# 使用epoll事件处理机制（默认值）
worker_connections 1024; //# 每个worker进程处理的最大连接数
}
//# http模块配置
http {
include mime.types; //#include是引入关键字，这里引入了mime.types这个配置文件的内容（同在conf目录下，mime.types是用来定义，请求返回的content-type）
default_type application/octet-stream; //#mime.types未定义的，使用默认格式application/octet-stream
// #访问日志格式
// #log_format main '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
//# '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
//# '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';
//# 访问日志地址，默认：/var/log/nginx/access.log，可通过nginx -V返回的--http-log-path字段获取实际值
//#access_log logs/access.log main;
//# 详见下文
sendfile on;
// #tcp_nopush on;
keepalive_timeout 65; //# TCP链接超时时间,单位秒
//# 压缩相关，详见下文
gzip on; //# 开启压缩，压缩后发送给客户端
//# 详见下文
server {
//xxx
}
}sendfile配置
打开sendfile，用户请求的数据不用再加载到nginx的内存中，而是直接发送
高负载的场景下，使用 sendfile 功能可以降低 CPU 和内存的占用，提升服务器性能
http{
sendfile:on # off
}
//# 或者指定某个server开启
server {
location / {
sendfile off;
...
}
}gzip配置
http{
gzip on; //# 开启压缩，压缩后发送给客户端
gzip_min_length 1;//# 设置最小压缩下限。1就是小于1字节的文件不压缩
gzip_comp_level 3 //# 压缩级别0-9，值越大文件就压缩的越小，相应的会损耗更多性能
gzip_type text/plain application/javascript image/* # 指定哪些 MIME 类型，开启压缩（不写默认全部），可以使用通配符 image/* 就是所有图片。具体哪些类型可以看conf/mime.types文件
}nginx 中的 gzip 压缩分为动态压缩、静态压缩
动态压缩：
- 服务器给客户端返回响应时，消耗自身的资源进行实时压缩，保证客户端拿到 gzip 格式的文件
- gzip on开启的就是动态压缩，gzip_comp_level设置的级别高，可能会造成CPU占用过高
静态压缩:
- 直接将预先压缩过的 .gz 文件返回给客户端，不再实时压缩文件，如果找不到 .gz 文件，会使用对应的原始文件
- 该功能需要模块： ngx_http_gzip_static_module（默认不会被构建）;通过下面命令查看，当前安装的是否包含该模块
javanginx -V
如果不包含，需要重新编译Nginx
java./configure --with-http_gzip_static_module //# 指定编译配置，这个参数安装模块 ngx_http_gzip_static_module make # 编译 make install # 安装包含该模块，则可以启用下面配置
javahttp{ gzip_static on; gzip_proxied expired no-cache no-store private auth; }
server配置
虚拟主机配置（可以启用多个），多个server字段，会根据请求的域名+端口从前向后匹配
用户访问bk.zuoyou.space（注意：需要解析到当前Nginx的这台机器），请求会匹配到下面的配置中
http {
//#....其他属性
server {//# server 规则可以有多个，每个对应 一个域名+端口的组合
access_log logs/bk.zuoyou.space-access.log //# 访问日志字段也可以设置在Server中，命中该Server的请求日志都在这里
listen 80; //# 端口
server_name bk.zuoyou.space; //# 域名，可以有多个值，用空格分隔。支持通配符，例如：*.example.org 。
//# server_name bk.zuoyou.space default_server; #default_server表示当Nginx接收的请求没有能匹配上的server，就命中设置了default_server
//# 域名+端口 匹配上了，就会走这里的映射（映射规则可以有多个）
//# 【类型1】
//# / 路径的映射配置，这个映射比较特殊，无论用户请求的是什么路径，只要没有被更具体的 location 块匹配到，就都会命中 location /。即 bk.zuoyou.space:80 会命中这里
location / {
//# root指定当前这个server的根路径为 html/pro（注意root字段如果是相对路径很特殊：是相对于nginx的安装目录，即这里html与conf目录同级）
root html/pro;
//# 当命中/路径时的首页，nginx会在root目录下找index.html、index.htm并返回
index index.html index.htm;
}
//# 【类型2】
//# 一般请求用root
//# bk.zuoyou.space:80/abc、bk.zuoyou.space:80/abc/1 都会命中这条规则
//# 例如： bk.zuoyou.space:80/abc/ 会返回首页，即index字段（root目录下查找index指定的文件）
//# 例如： bk.zuoyou.space:80/abc/1/index.html 返回的是机器上的home/abc/1/index.html (实际机器路径为：root+【请求命中路径-全部路径结尾，例如：/abc/1/index.html】)
location /abc {
root /home;
index index.html index.htm;
}
//# 【类型3】
//# 一般静态文件会用alias
//# /images/ 路径的映射配置，即 bk.zuoyou.space:80/images/xx会命中这里，实际请求路径为：/var/www/images/xxx。对比root字段，如果下面的alias替换为root字段，则实际请求路径为/var/www/images/images/xxx，这显然是错误的
//# 注意尾斜杠，bk.zuoyou.space:80/images不能命中
location /images/ {
//# alias设置请求的别名，用于替换文件系统路径。
alias /var/www/images/;
}
//# 反向代理，proxy_pass将请求代理到指定的后端服务器。
location /api/ {
proxy_pass http://backend_server;
}
//# 服务器错误码为500 502 503 504，转到"域名/50x.html"
error_page 500 502 503 504 /50x.html;
//# 【类型4】使用=代表精确匹配
//# 只有访问 bk.zuoyou.space.ltd:80/50x.html才能命中这条规则
location = /50x.html {
root html;
}
//# 【类型5】使用正则匹配
//# '~',例子：location ~ { xxx }，表示匹配所有路径
//# '~（空格）正则' ，例子：~ \.(png|gif) 匹配png、gif的路径
//# '~*（空格）正则'，不区分大小写，例子：~ *\.(png|gif) 匹配png、PNG、gif、GIF等路径
//# '^~（空格）字符串' ，表示匹配以字符串开头的请求，例子：^~ /test，即 bk.zuoyou.space:80/test/xxx可以命中
location ~*\.(png|gif) { //#因为忽略大小写，所以 bk.zuoyou.space:80/a.PNG 可以命中规则
root /home;
}
}
server {
//# xxxx
}
}server配置在单独文件维护
新建配置文件zuoyou.conf，在server配置放在一个独立文件维护
server {
//# xxxx
}
server {
//# xxxx
}在http中引入server配置
http{
include zuoyou.conf
}通过server_name，实现不同域名，映射到同一静态页面
- 可以写多个，用空格分开
- 使用通配符（*）
- 使用正则表达式
http{
server {
listen 80;
server_name *.zuoyou.space.ltd ~^[0-9]+\.zuoyou\.ltd$; # "\."是转译"."
location / {
root html/test;
index index.html index.htm;
}
}
}日志切割
Nginx长期运行会产生大量日志，如果不开启日志切割，出现问题很难通过日志排查,需要借助crontabs设置定时任务
默认的日志路径
# 错误日志地址：--eror-log-path=/var/log/nginx/error.log
# 请求日志地址：--http-log-path=/var/log/nginx/access.log（每一个请求就记录一个日志）- 安装crontabs
yum install crontabs- crontabs 常用命令
service crond start //启动服务
service crond stop //关闭服务
service crond restart //重启服务
service crond reload //重新载入配置
crontab -e // 编辑任务
crontab -l // 查看任务列表
service crond status //查看服务状态- 常见的表达式
*/1 * * * * #每分钟执行一次
59 23 * * * #每天23：59分执行一次
0 1 * * * #每天凌晨一点执行一次
* 23,00-07/1 * * * #当天23点，第二天0点到凌晨7点 每隔1分钟执行一次- 设置定时任务以及添加任务
crontabs -l # 查看全部定时任务
crontabs -e # 添加定时任务（打开一个文件）
* */1 * * * * /usr/local/nginx/sbin/cut_log.sh # 每隔1分钟执行一次,其中，cut_log.sh自己写的切割脚本
#!/bin/bash
LOG_FILE="/var/log/nginx/access.log"
DATE=$(date +"%Y-%m")
BACKUP_FILE="/var/log/nginx/access.${DATE}.log"
# 检查当前月份是否已更改，如果已更改，则备份日志文件并创建一个新的日志文件
if [[ ! -e "$BACKUP_FILE" ]]; then
mv "$LOG_FILE" "$BACKUP_FILE"
touch "$LOG_FILE"
chown nginx:nginx "$LOG_FILE" # 确保 Nginx 用户有权写入新的日志文件
chmod 640 "$LOG_FILE" # 设置适当的文件权限
/etc/init.d/nginx reload # 重新加载 Nginx 配置，确保日志文件句柄更新
fi重启crontabs配置才会生效
service cornd restart反向代理与负载均衡概念
反向代理：这种代理方式叫做，隧道代理。有性能瓶颈，因为所有的数据都经过Nginx，所以Nginx服务器的性能至关重要
负载均衡：把请求，按照一定算法规则，分配给多台业务服务器（即使其中一个坏了/维护升级，还有其他服务器可以继续提供服务）
Nginx实现反向代理
负载均衡配置
单台主机代理
使用proxy pass关键字实现负载均衡代理，使用该关键字之后root和index字段就会失效
- 当请求命中了这条规则，会被转发到目标服务器地址
http{
server {
listen 80;
server_name localhost;
location / {
proxy_pass http://xxx; # 参数是 http://server_name
}
}
}- 路径 + 参数会被一起转发
假设Nginx机器的地址为：http://www.xxx.com
请求 http://www.xxx.com/test?a=1
会被 proxy_pass地址/test?a=1- 重写需求： 例如只有api前缀的才转发到后台服务器，但是接口并不包含api路径
location / {
rewrite ^/api/(.*) $1
proxy_pass http://xxx; # 参数是 http://server_name
}反向代理集群
Nginx实现负载均衡集群，例如将请求代理到192.168.174.133:80和192.168.174.134:80这两个服务
http{
upstream test_server{ # 参数是server_name
server 192.168.174.133:80; #如果是80端口，可以省略不写
server 192.168.174.134:80;
}
server {
listen 80;
server_name localhost;
location / {
proxy_pass http://test_server;
}
}
}- 设置权重，多个请求，Nginx会根据权重分配
upstream test_server{
server 192.168.174.133:80 weight=10;
server 192.168.174.134:80 weight=80;
}- 关闭down,server设置成down，如果server只剩下这一台，必须使用down的server
upstream test_server{
server 192.168.174.133:80 down;
server 192.168.174.134:80;
}- 慢启动(商业版本才用这个配置)
upstream test_server{
server 192.168.174.133:80 slow_start=60s; # Nginx会在60的时间内，慢慢分配流量从0到正常值
server 192.168.174.134:80;
}- 备用机,backup的这个机器正常是不会被访问到，如果192.168.174.133:80出现故障，无法提供服务，才会自动启用
upstream test_server{
server 192.168.174.133:80 ;
server 192.168.174.134:80 backup;
}- 失败重试
upstream test_server{
# 失败次数超过max_fail后，Nginx在fail_timeout时间内将不会转发任何请求给这个服务，超过fail_timeout后会在尝试一次。成功则恢复转发，否则仍然fail_timeout时间，再次尝试
server 192.168.174.133:80 max_fail=2 fail_timeout=10s;
server 192.168.174.134:80 ;
}负载均衡算法
IP_hash
对用户的ip进行计算：Hash(IP)%upstream_node_count，返回要使用机器的索引;每一个用户会固定分配到一台机器，防止在A机器上创建Session的用户，后续被分配到其他机器，导致Session失效。
开启ip_hash后，如果想要移除一台server，必须使用down配置。如果直接删除，会导致upstream_node_count变化，使得所有用户访问的访问的机器发生变化
缺点
- 增加服务节点会导致upstream_node_count变化，进而导致所有用户访问的机器变化
- 某个用户短时间发起大量请求，会打到一台固定的机器，导致这台机器性能大幅下降，而其他机器可能还是空闲
upstream test_server{
# 开启ip_hash，
ip_hash;
server 192.168.174.133:80;
server 192.168.174.134:80;
}一致性哈希算法（Consistent Hashing）
一致性哈希算法解决了使用ip_hash，在新增、删除服务节点时，所有用户访问节点发生变化的问题;hash函数返回值的范围是[0,2^32-1] 节点IP计算哈希，用户IP计算哈希，用户分配的节点是其右侧的第一个节点,增加、减少服务节点，只会影响一小部分用户，而不是全部. 
# consistent不加使用的就是普通hash算法
upstream test_server{
hash $request_uri consistent; # 基于请求的uri做一致性哈希
hash $remote_addr consistent; # 基于请求的全部32为IPv4地址做一致性哈希（ip_hash只对IPv4的前24位做哈希）
hash $cookie_xxx consistent; # 基于请求cookie中的xxx字段做一致性哈希
server 192.168.174.133:80;
server 192.168.174.134:80;
}最少连接数（least_conn）
尽可能将请求转发到当前连接数最少的后端服务器
upstream test_server{
least_conn;
server 192.168.174.133:80;
server 192.168.174.134:80;
}下面例子，开启least_conn，Nginx会优先转发到Tomcat3 
动静分离
动静分离是将网站静态资源（HTML，JavaScript，CSS，img等文件）与后台应用分开部署，之所以要进行动静分离，其一为了提高前端的响应速度，其二就是为了将动态请求和静态请求进行分别部署，后端各个服务各司其职，提高处理性能。适用于中小型项目（将静态资源放在nginx服务器上）
静 ：前端项目（静态资源） 动：接口服务
location ~ .*\.(gif|jpg|pdf|jpeg|png)$ {
expires 8h;
root /nginx/data/image;
}
location~ .*\.(html)$ {
root /nginx/data/html;
}
#拦截后台请求，正则匹配 api 路径
location ~* ^/(lb){
# 配置代理地址
proxy_pass http://myserver;
}URL重写
rewrite需要写正则比较复杂，所以目前使用return的比较多
return
把Http重定向为Https
server {
listen 80;
server_name bk.zuoyou.space;
location / {
return 302 https://bk.zuoyou.space$request_uri
# 302是状态码
# $request_uri是路径和参数 ，例如：/xxx/xx?xx=xx
}
}rewrite
rewrite是URL重写的关键指令，根据regex（正则表达式）部分内容，重定向到replacement，结尾是flag标记。
rewrite <regex> <replacement> [flag];
关键字 正则 替代内容 flagt标记
正则：per1森容正则表达式语句进行规则匹配
替代内容：将正则匹配的内容替换成replacement
flag标记说明：
last #本条规则匹配完成后，继续向下匹配新的1ocation URI规则
break #本条规则匹配完成即终止，不再匹配后面的任何规则
redirect #返回302临重定向，游览器地址会显示跳转后的URL地址
permanent #返回301永久重定向，测览器地址栏会显示跳转后的URL地址把Http重定向为Https
server {
listen 80;
server_name bk.zuoyou.space;
location / {
rewrite ^/(.*) https://bk.zuoyou.space/$1 redirect;
# 匹配到uri的/后的内容，并放到$1中，执行重定向
proxy_pass http://xxx;
}
}配置Https证书
- 申请域名证书
- ssl证书下载
下载后，解压压缩包，可以看到两个文件，一个是 xxx.key（私钥）和xxx.pem（证书）
注：我自己解压的文件中一共有4个文件，分别是 xxx.key（私钥）和xxx.pem（证书），还有xxx.crt和xxx.csr
- 安装ssl模块 ssl配置依赖于ngx_http_ssl_module模块
#查看是否有 --with-http_ssl_module 表示
./nginx -V
#没有需要重新编译安装
./configure --prefix=/usr/local/nginx --with-http_ssl_module # 指定编译选项
make # 编译
make install # 安装编译结果--with-http_ssl_module- 修改配置文件
将两个文件上传到Nginx目录中，记得放置的位置。建议直接放在nginx.conf配置文件所在的目录（/etc/nginx/conf），所以写的都是相对路径
注意：ssl配置可以放在http模块（所有server都开启ssl）、server模块（当前server开启）
http{
server {
listen 443 ssl;
server_name zuolong.space;
# 这里是证书路径
ssl_certificate xxx.pem;
# 这里是私钥路径
ssl_certificate_key xxx.key
location / {
# xxx
}
}
# 如果通过http访问，重定向到https
server {
listen 80;
server_name zuolong.space;
location / {
return https://www.zuolong.space$request_uri #$request_uri是路径+参数，例如：/xxx/xx?xx=xx
}
}
}