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nginx快速入门之基本原理篇

Nginx 主要特点

  • nginx模块结构:

  • Nginx主要是用于Http服务器,反向代理服务器,邮件服务器

  • Nginx由多个模块组成,每个请求的完成都是由一个或多个模块共同完成的。

  • Nginx 默认采用守护模式启动,守护模式让master进程启动后在后台运行。在Nginx运行期间主要由一个master主进程和多个worker进程(数目一般与cpu数目相同)

    • master主进程主要是管理worker进程,对网络事件进行收集和分发:

  1. 接收来自外界的信号

  2. 向各worker进程发送信号

  3. 监控worker进程的运行状态,当worker进程退出后(异常情况下),会自动重新启动新的worker进程

  • nginx用一个独立的worker进程来处理一个请求,一个worker进程可以处理多个请求:

  • 当一个worker进程在accept这个连接之后,就开始读取请求,解析请求,处理请求,产生数据后,再返回给客户端,最后才断开连接。

  • 一个请求,完全由worker进程来处理,而且只在一个worker进程中处理。采用这种方式的好处:

    • 节省锁带来的开销。对于每个worker进程来说,独立的进程,不需要加锁,所以省掉了锁带来的开销,同时在编程以及问题查上时,也会方便很多

    • 独立进程,减少风险。

    • 采用独立的进程,可以让互相之间不会影响,一个进程退出后,其它进程还在工作,服务不会中断,master进程则很快重新启动新的worker进程。

    • 在一次请求里无需进程切换

  • Nginx主要通过加锁来解决惊群现象

    • 惊群现象:惊群效应就是当一个fd的事件被触发时,所有等待这个fd的线程或进程都被唤醒。一般都是socket的accept()会导致惊群,很多个进程都block在server socket的accept(),一但有客户端进来,所有进程的accept()都会返回,但是只有一个进程会读到数据,就是惊群。

    • Nginx 采用accept-mutex来解决惊群问题:当一个请求到达的时候,只有竞争到锁的worker进程才会惊醒处理请求,其他进程会继续等待,结合 timer_solution 配置的最大的超时时间继续尝试获取accept-mutex

  • Nginx的IO通常使用epoll,epoll函数使用了I/O复用模型。与I/O阻塞模型比较,I/O复用模型的优势在于可以同时等待多个(而不只是一个)套接字描述符就绪。Nginx的epoll工作流程如下:

    • master进程先建好需要listen的socket后,然后再fork出多个woker进程,这样每个work进程都可以去accept这个socket

    • 当一个client连接到来时,所有accept的work进程都会受到通知,但只有一个进程可以accept成功,其它的则会accept失败,Nginx提供了一把共享锁accept_mutex来保证同一时刻只有一个work进程在accept连接,从而解决惊群问题

    • 当一个worker进程accept这个连接后,就开始读取请求,解析请求,处理请求,产生数据后,再返回给客户端,最后才断开连接,这样一个完成的请求就结束了

  • Nginx最大连接数:

    • worker_processes:worker角色的进程个数

    • worker_connections:每一个worker进程能并发处理(发起)的最大连接数(包含所有连接数)

    • Nginx作为http服务器的时候:max_clients = worker_processes * worker_connections

    • Nginx作为反向代理服务器的时候:max_clients = worker_processes * worker_connections/4 (/4原因:因为浏览器默认会开启2个连接到nginx server,而且nginx还会为每个连接使用fds(file descriptor)从连接池建立connection到upstream后端。)

  • Nginx主要通过nginx.conf文件进行配置使用。在nginx.conf文件中主要分为:

    • 全局块:一些全局的属性,在运行时与具体业务功能(比如http服务或者email服务代理)无关的一些参数,比如工作进程数,运行的身份等

    • event块:参考事件模型,单个进程最大连接数等

    • http块:设定http服务器

    • server块:配置虚拟主机

    • location块:配置请求路由及页面的处理情况等

Nginx 常用功能

  • Nginx支持FastCGI、SSL、Virtual Host、URL Rewrite、Gzip等功能。并且支持很多第三方的模块扩展。

  • Nginx作为Http代理、反向代理:

    • Nginx通过配置实现灵活的转发功能:Nginx可以根据不同的正则匹配,采取不同的转发策略。

    • Nginx可以对返回结果进行错误页跳转,异常判断等。

    • 如果被分发的服务器存在异常,它可以将请求重新转发给另外一台服务器,然后自动去除异常服务器。

  • Nginx作为负载均衡器:

    • Nginx提供的负载均衡策略有2种:内置策略和扩展策略。

    • 内置策略为轮询,加权轮询,Ip hash。

    • 扩展策略由第三方实现。

    • 轮询与加权轮询:

    • Ip hash算法,对客户端请求的ip进行hash操作,然后根据hash结果将同一个客户端ip的请求分发给同一台服务器进行处理,可以解决session不共享的问题。

  • Nginx作为Web缓存

    • 可以把静态资源放在Nginx服务器上(比如前端页面资源)

    • Nginx可以对不同的文件做不同的缓存处理,配置灵活。

    • 配合着第三方的ngx_cache_purge,对指定的URL缓存内容可以的进行增删管理。

Nginx 基本使用

1、安装Nginx:(安装教程网上很多,这里就不展开了)

2、配置Nginx:修改nginx.conf文件

3、使用Nginx命令启动Nginx:

  • sudo nginx 启动Nginx

  • nginx -s stop 快速关闭Nginx,可能不保存相关信息,并迅速终止web服务。

  • nginx -s quit 平稳关闭Nginx,保存相关信息,有安排的结束web服务。

  • nginx -s reload 因改变了Nginx相关配置,需要重新加载配置而重载。

  • nginx -s reopen 重新打开日志文件。

  • nginx -c filename 为 Nginx 指定一个配置文件,来代替缺省的。

  • nginx -t 不运行,而仅仅测试配置文件。Nginx 将检查配置文件的语法的正确性,并尝试打开配置文件中所引用到的文件。

  • nginx -v 显示 Nginx 的版本。

  • nginx -V 显示 Nginx 的版本,编译器版本和配置参数。

-s:把信号发给Nginx的master进程


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