Nginx基础
**作者：行癫（盗版必究）**
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## 一：简介
Nginx的官方网站：www.nginx.org
Nginx的最新稳定版本：1.22（截至时间为2022年10月）
注意：
Mainline version：主线版，即开发版
Stable version：最新稳定版，生产环境上建议使用的版本
Legacy versions：遗留的老版本的稳定版
#### 1.介绍
Nginx (engine x) 是一个高性能的开源的 HTTP 和 反向代理 服务，也是一个IMAP/POP3/SMTP服务。Nginx是由伊戈尔·赛索耶夫为俄罗斯访问量第二的Rambler.ru站点（俄文：Рамблер）开发的，第一个公开版本0.1.0发布于2004年10月4日。其将源代码以类BSD许可证的形式发布，因它的稳定性、丰富的功能集、示例配置文件和低系统资源的消耗而闻名。2011年6月1日，nginx 1.0.4发布
Nginx是一款轻量级的Web 服务器/反向代理服务器及电子邮件（IMAP/POP3）代理服务器，并在一个BSD-like 协议下发行。其特点是占有内存少，并发能力强，事实上nginx的并发能力确实在同类型的网页服务器中表现较好，中国大陆使用nginx网站用户有：百度、京东、新浪、网易、腾讯、淘宝等
在高连接并发的情况下，Nginx是Apache服务器不错的替代品
Nginx的功能：WEB服务器、代理服务器、负载均衡器
Nginx由模块化组成，支持异步，非阻塞，可以支持高并发
伊戈尔·赛索耶夫
#### 2.异步非阻塞
```shell
$ pstree |grep nginx
|-+= 81666 root nginx: master process nginx
| |--- 82500 nobody nginx: worker process
| \--- 82501 nobody nginx: worker process
```
每进来一个request，会有一个worker进程去处理。但不是全程的处理，处理到什么程度呢？处理到可能发生阻塞的地方，比如向上游（后端）服务器转发request，并等待请求返回。那么，这个处理的worker不会这么一直等着，他会在发送完请求后，注册一个事件：“如果upstream返回了，告诉我一声，我再接着干”。于是他就休息去了。这就是异步。此时，如果再有request 进来，他就可以很快再按这种方式处理。这就是非阻塞和IO多路复用。而一旦上游服务器返回了，就会触发这个事件，worker才会来接手，这个request才会接着往下走。这就是异步回调
案例：
客户（发送方）向收款员（接收方）付款（发送请求）后在等待收款员找零的过程中，还可以做其他事情，比如打电话、聊天等；而收款员在等待收款机处理交易（IO操作）的过程中还可以帮助客户将商品打包，当收款机产生结果后，收款员给客户结账（响应请求）。在四种方式中，这种方式是发送方和接收方通信效率最高的一种
##### 同步异步
同步与异步的重点在消息通知的方式上，也就是调用结果通知的方式
同步：当一个同步调用发出去后，调用者要一直等待调用结果的通知后，才能进行后续的执行
异步：当一个异步调用发出去后，调用者不能立即得到调用结果的返回
异步调用，要想获得结果，一般有两种方式：
主动轮询异步调用的结果
被调用方通过callback来通知调用方调用结果
案例：
同步取快递：小明收到快递将送达的短信，在楼下一直等到快递送达
异步取快递：小明收到快递将送达的短信，快递到楼下后，小明再下楼去取
异步取快递，小明知道快递到达楼下有两种方式：
不停的电话问快递小哥到了没有，即主动轮询
快递小哥到楼下后，打电话通知小明，然后小明下楼取快递，即回调通知
##### 阻塞非阻塞
阻塞与非阻塞在于进/线程等待消息时候的行为，也就是在等待消息的时候，当前进/线程是挂起还是非挂起状态
阻塞：阻塞调用在发出去后，在消息返回之前，当前进/线程会被挂起，直到有消息返回，当前进/线程才会被激活
非阻塞：非阻塞调用在发出去后，不会阻塞当前进/线程，而会立即返回
案例：
阻塞取快递：小明收到快递即将送达的信息后，什么事都不做，一直专门等快递
非阻塞取快递：小明收到快递即将送达的信息后，等快递的时候，还一边敲代码、一边刷微信
##### 总结
异步非阻塞：小明收到信息后，边刷着微博，边等快递员通知他取快递
##### I/O多路复用
Input/Output====I/O
三种模型：select、poll、epoll
epoll()：
epoll能更高效的检查大量fd，UNIX中提供了类似功能的kqueue调用
epoll可以理解为event poll，不同于忙轮询和无差别轮询，当连接有I/O流事件产生的时候，epoll就会去告诉进程哪个连接有I/O流事件产生，然后进程就去处理这个事件。此时我们对这些流的操作都是有意义的
案例：
小明家楼下有一个收发室，每次有快递到了，就先代收并做了标记；然后通知小明去取送给小明的快递
#### 3.Nginx内部架构
Nginx服务器，以其处理网络请求的高并发、高性能及高效率，获得了行业界的广泛认可，近年已稳居web服务器部署排名第二的位置，并被广泛用于反向代理和负载均衡
技术点：
nginx启动时，会生成两种类型的进程，一个是主进程（Master），一个或多个工作进程（Worker）。主进程并不处理网络请求，主要负责调度工作进程，也就是：加载配置、启动工作进程及非停升级。所以，nginx启动以后，查看操作系统的进程列表，我们就能看到至少有两个nginx进程
服务器实际处理网络请求及响应的是工作进程（worker），在类unix系统上，nginx可以配置多个worker，而每个worker进程都可以同时处理数以千计的网络请求
模块化设计。nginx的worker，包括核心和功能性模块，核心模块负责维持一个运行循环（run-loop），执行网络请求处理的不同阶段的模块功能，如网络读写、存储读写、内容传输、外出过滤，以及将请求发往上游服务器等。而其代码的模块化设计，也使得我们可以根据需要对功能模块进行适当的选择和修改，编译成具有特定功能的服务器
事件驱动、异步及非阻塞，可以说是nginx得以获得高并发、高性能的关键因素，同时也得益于对Linux、Solaris及类BSD等操作系统内核中事件通知及I/O性能增强功能的采用，如kqueue、epoll及event ports
代理（proxy）设计，可以说是nginx深入骨髓的设计，无论是对于HTTP，还是对于FastCGI、memcache、Redis等的网络请求或响应，本质上都采用了代理机制。所以，nginx天生就是高性能的代理服务器
## 二：Nginx安装部署
#### 1.Yum安装
方式一：
使用默认的yum仓库，epel仓库里是有关于nginx的rpm包
```shell
[root@master ~]# ls /etc/yum.repos.d/
CentOS-Base.repo epel.repo
[root@master ~]# yum -y install nginx
```
方式二：
使用官方的yum仓库
获取nginx官方仓库：
```shell
[root@master ~]# vim /etc/yum.repos.d/nginx.repo
[nginx-stable]
name=nginx stable repo
baseurl=http://nginx.org/packages/centos/$releasever/$basearch/
gpgcheck=1
enabled=1
gpgkey=https://nginx.org/keys/nginx_signing.key
module_hotfixes=true
[nginx-mainline]
name=nginx mainline repo
baseurl=http://nginx.org/packages/mainline/centos/$releasever/$basearch/
gpgcheck=1
enabled=0
gpgkey=https://nginx.org/keys/nginx_signing.key
module_hotfixes=true
[root@master ~]# yum -y install nginx
```
获取安装版本信息：
```shell
[root@xingdian ~]# nginx -V
nginx version: nginx/1.22.0
built by gcc 4.8.5 20150623 (Red Hat 4.8.5-44) (GCC)
built with OpenSSL 1.0.2k-fips 26 Jan 2017
TLS SNI support enabled
configure arguments: --prefix=/etc/nginx --sbin-path=/usr/sbin/nginx --modules-path=/usr/lib64/nginx/modules --conf-path=/etc/nginx/nginx.conf --error-log-path=/var/log/nginx/error.log --http-log-path=/var/log/nginx/access.log --pid-path=/var/run/nginx.pid --lock-path=/var/run/nginx.lock --http-client-body-temp-path=/var/cache/nginx/client_temp --http-proxy-temp-path=/var/cache/nginx/proxy_temp --http-fastcgi-temp-path=/var/cache/nginx/fastcgi_temp --http-uwsgi-temp-path=/var/cache/nginx/uwsgi_temp --http-scgi-temp-path=/var/cache/nginx/scgi_temp --user=nginx --group=nginx --with-compat --with-file-aio --with-threads --with-http_addition_module --with-http_auth_request_module --with-http_dav_module --with-http_flv_module --with-http_gunzip_module --with-http_gzip_static_module --with-http_mp4_module --with-http_random_index_module --with-http_realip_module --with-http_secure_link_module --with-http_slice_module --with-http_ssl_module --with-http_stub_status_module --with-http_sub_module --with-http_v2_module --with-mail --with-mail_ssl_module --with-stream --with-stream_realip_module --with-stream_ssl_module --with-stream_ssl_preread_module --with-cc-opt='-O2 -g -pipe -Wall -Wp,-D_FORTIFY_SOURCE=2 -fexceptions -fstack-protector-strong --param=ssp-buffer-size=4 -grecord-gcc-switches -m64 -mtune=generic -fPIC' --with-ld-opt='-Wl,-z,relro -Wl,-z,now -pie'
```
查看nginx版本：
```shell
[root@xingdian ~]# nginx -v
nginx version: nginx/1.22.0
```
关闭防火墙和selinux：
```shell
[root@nginx-server ~]# sed -i '/^SELINUX=/c SELINUX=Disabled' /etc/selinux/config
[root@nginx-server ~]# setenforce 0
[root@nginx-server ~]# systemctl stop firewalld
[root@nginx-server ~]# systemctl disable firewalld
```
启动并设置开机启动：
```shell
[root@nginx-server ~]# systemctl start nginx
[root@nginx-server ~]# systemctl enable nginx
```
浏览器测试访问：
#### 2.编译安装
准备编译安装环境：
```shell
[root@xingdian ~]# yum -y install gcc gcc-c++ make ncurses ncurses-devel wget openssl* pcre*
```
获取编译安装包：
```shell
[root@xingdian ~]# wget http://nginx.org/download/nginx-1.22.0.tar.gz
[root@xingdian ~]# tar xf nginx-1.22.0.tar.gz
[root@xingdian ~]# cd nginx-1.22.0
```
配置：
```shell
[root@xingdian nginx-1.22.0]# ./configure --prefix=/usr/local/nginx --group=nginx --user=nginx --sbin-path=/usr/local/nginx/sbin/nginx --conf-path=/etc/nginx/nginx.conf --error-log-path=/var/log/nginx/error.log --http-log-path=/var/log/nginx/access.log --http-client-body-temp-path=/tmp/nginx/client_body --http-proxy-temp-path=/tmp/nginx/proxy --http-fastcgi-temp-path=/tmp/nginx/fastcgi --pid-path=/var/run/nginx.pid --lock-path=/var/lock/nginx --with-http_stub_status_module --with-http_ssl_module --with-http_gzip_static_module --with-pcre --with-http_realip_module --with-stream
```
编译和安装：
```shell
[root@xingdian nginx-1.22.0]# make && make install
```
创建管理用户：
```shell
[root@xingdian sbin]# useradd -s /sbin/nologin -M nginx
```
启动报错及解决方案：
```shell
[root@xingdian nginx-1.22.0]# cd /usr/local/nginx/sbin/
[root@xingdian sbin]# ./nginx
nginx: [emerg] mkdir() "/tmp/nginx/client_body" failed (2: No such file or directory)
[root@xingdian sbin]# mkdir -pv /tmp/nginx/client_body
mkdir: created directory '/tmp/nginx'
mkdir: created directory '/tmp/nginx/client_body'
[root@xingdian sbin]# ./nginx
```
浏览器访问测试：
nginx编译参数：
官方地址：http://nginx.org/en/docs/configure.html
```shell
--prefix=/usr/local/nginx //指向安装目录
--conf-path=/etc/nginx/nginx.conf //指定配置文件
--http-log-path=/var/log/nginx/access.log //指定访问日志
--error-log-path=/var/log/nginx/error.log //指定错误日志
--lock-path=/var/lock/nginx.lock //指定lock文件
--pid-path=/run/nginx.pid //指定pid文件
--http-client-body-temp-path=/var/lib/nginx/body //设定http客户端请求临时文件路径
--http-fastcgi-temp-path=/var/lib/nginx/fastcgi //设定http fastcgi临时文件路径
--http-proxy-temp-path=/var/lib/nginx/proxy //设定http代理临时文件路径
--http-scgi-temp-path=/var/lib/nginx/scgi //设定http scgi临时文件路径
--http-uwsgi-temp-path=/var/lib/nginx/uwsgi //设定http uwsgi临时文件路径
--with-debug //启用debug日志
--with-pcre-jit //编译PCRE包含“just-in-time compilation”
--with-ipv6 //启用ipv6支持
--with-http_ssl_module //启用ssl支持
--with-http_stub_status_module //获取nginx自上次启动以来的状态
--with-http_realip_module //允许从请求标头更改客户端的IP地址值，默认为关
--with-http_auth_request_module //实现基于一个子请求的结果的客户端授权。如果该子请求返回的2xx响应代码，所述接入是允许的。如果它返回401或403中，访问被拒绝与相应的错误代码。由子请求返回的任何其他响应代码被认为是一个错误。
--with-http_addition_module //作为一个输出过滤器，支持不完全缓冲，分部分响应请求
--with-http_dav_module //增加PUT,DELETE,MKCOL：创建集合,COPY和MOVE方法 默认关闭，需编译开启
--with-http_geoip_module //使用预编译的MaxMind数据库解析客户端IP地址，得到变量值
--with-http_gunzip_module //它为不支持“gzip”编码方法的客户端解压具有“Content-Encoding: gzip”头的响应。
--with-http_gzip_static_module //在线实时压缩输出数据流
--with-http_image_filter_module //传输JPEG/GIF/PNG 图片的一个过滤器）（默认为不启用。gd库要用到）
--with-http_spdy_module //SPDY可以缩短网页的加载时间
--with-http_sub_module //允许用一些其他文本替换nginx响应中的一些文本
--with-http_xslt_module //过滤转换XML请求
--with-mail //启用POP3/IMAP4/SMTP代理模块支持
--with-mail_ssl_module //启用ngx_mail_ssl_module支持启用外部模块支持
```
#### 3.Nginx配置文件详解
nginx.conf的组成:nginx.conf一共由三部分组成，分别为：全局块、events块、http块
在http块中又包含http全局块、多个server块
每个server块中又包含server全局块以及多个location块
```shell
# 全局参数设置
worker_processes 4; #设置nginx启动进程的数量，一般设置成与逻辑cpu数量相同
注意：
1.物理cpu数：主板上实际插入的cpu数量，可以数不重复的 physical id 有几个（physical id）
2.cpu核数：单块CPU上面能处理数据的芯片组的数量，如双核、四核等 （cpu cores）
3.逻辑cpu数：一般情况下，逻辑cpu=物理CPU个数×每颗核数
error_log logs/error.log; #指定错误日志
worker_rlimit_nofile 102400; #设置一个nginx进程能打开的最大文件数
pid /var/run/nginx.pid;
events {
worker_connections 1024; #设置一个进程的最大并发连接数
}
# http 服务相关设置
http {
include mime.types;
default_type application/octet-stream;
log_format main 'remote_addr - remote_user [time_local] "request" '
'status body_bytes_sent "$http_referer" '
'"http_user_agent" "http_x_forwarded_for"';
access_log /var/log/nginx/access.log main; #设置访问日志的位置和格式
sendfile on; #是否调用sendfile函数输出文件，一般设置为on，若nginx是用来进行磁盘IO负载应用时，可以设置为off，降低系统负载
gzip on; #是否开启gzip压缩，将注释去掉开启
keepalive_timeout 65; #设置长连接的超时时间
# 虚拟服务器的相关设置
server {
listen 80; #设置监听的端口
server_name localhost; #设置绑定的主机名、域名或ip地址
charset koi8-r; # 设置编码字符
location / {
root /var/www/nginx; #设置服务器默认网站的根目录位置,需要手动创建
index index.html index.htm; #设置默认打开的文档
}
error_page 500 502 503 504 /50x.html; #设置错误信息返回页面
location = /50x.html {
root html; #这里的绝对位置是/usr/local/nginx/html
}
include /etc/nginx/conf.d/*.conf; 加载子配置文件
}
}
检测nginx配置文件是否正确
[root@localhost ~]# /usr/local/nginx/sbin/nginx -t
[root@localhost ~]# mkdir -p /tmp/nginx
启动nginx服务
[root@localhost ~]# /usr/local/nginx/sbin/nginx
通过 nginx 命令控制 nginx 服务
nginx -c /path/nginx.conf # 以特定目录下的配置文件启动nginx:
nginx -s reload # 修改配置后重新加载生效
nginx -s reopen # 重新打开日志文件
nginx -s stop # 快速停止nginx
nginx -t # 测试当前配置文件是否正确
nginx -t -c /usr/lcoal/nginx/conf/nginx.conf # 测试特定的nginx配置文件是否正确
```
通过nginx命令控制nginx服务：
```shell
nginx -c /path/nginx.conf # 以特定目录下的配置文件启动nginx:
nginx -s reload # 修改配置后重新加载生效
nginx -s reopen # 重新打开日志文件
nginx -s stop # 快速停止nginx
nginx -t # 测试当前配置文件是否正确
nginx -t -c /usr/lcoal/nginx/conf/nginx.conf # 测试特定的nginx配置文件是否正确
```
注意：
nginx -s reload 命令加载修改后的配置文件,命令下达后发生如下事件：
Nginx的master进程检查配置文件的正确性，若是错误返回错误信息，nginx继续采用原配置文件进行工作（因为worker未受到影响）
Nginx启动新的worker进程，采用新的配置文件
Nginx将新的请求分配新的worker进程
Nginx等待以前的worker进程的全部请求已经都返回后，关闭相关worker进程
重复上面过程，直到全部旧的worker进程都被关闭掉
## 三：Nginx虚拟主机
#### 1.什么是虚拟主机
虚拟主机是一种特殊的软硬件技术，它可以将网络上的每一台计算机分成多个虚拟主机，每个虚拟主机可以独立对外提供www服务，这样就可以实现一台主机对外提供多个web服务，每个虚拟主机之间是独立的，互不影响
#### 2.虚拟主机类型
基于域名的虚拟主机
基于ip的虚拟主机
基于端口的虚拟主机
#### 3.基于域名的虚拟主机
创建虚拟主机配置文件：
```shell
[root@localhost ~]# cat /etc/nginx/conf.d/qfedu.conf (可以写到两个配置文件当中，也可以写到一个)
server {
listen 80;
server_name www.xingdiancloud.com;
location / {
root /web1;
index index.html index.htm;
}
}
server {
listen 80;
server_name www.1000phone.com;
location / {
root /web2;
index index.html index.htm;
}
}
```
创建网站发布目录，并且创建对应的网站：
```shell
[root@localhost ~]# mkdir /web1
[root@localhost ~]# mkdir /web2
[root@localhost ~]#echo "web1" > /web1/index.html
[root@localhost ~]#echo "web2" > /web2/index.html
```
重新加载配置文件：
```shell
[root@localhost ~]# nginx -s reload
```
客户端配置路由映射(本地域名解析)：
```shell
[root@localhost ~]# vim /etc/hosts
10.0.105.199 www.xingdiancloud.com
10.0.105.199 www.1000phone.com
```
测试访问：
```shell
[root@xingdian conf.d]# curl www.xingdiancloud.com
web1
[root@xingdian conf.d]# curl www.1000phone.com
web2
```
#### 4.基于域名的虚拟主机
添加IP地址：
```shell
[root@localhost ~]# ip a
1: lo: mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN qlen 1
link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
inet 127.0.0.1/8 scope host lo
valid_lft forever preferred_lft forever
inet6 ::1/128 scope host
valid_lft forever preferred_lft forever
2: ens33: mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
link/ether 00:0c:29:17:f1:af brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 10.0.105.199/24 brd 10.0.105.255 scope global dynamic ens33
valid_lft 81438sec preferred_lft 81438sec
inet6 fe80::9d26:f3f0:db9c:c9be/64 scope link
valid_lft forever preferred_lft forever
[root@localhost ~]# ifconfig ens33:1 10.0.105.201/24
[root@localhost ~]# ifconfig
ens33: flags=4163 mtu 1500
inet 10.0.105.199 netmask 255.255.255.0 broadcast 10.0.105.255
inet6 fe80::9d26:f3f0:db9c:c9be prefixlen 64 scopeid 0x20
ether 00:0c:29:17:f1:af txqueuelen 1000 (Ethernet)
RX packets 9844 bytes 1052722 (1.0 MiB)
RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0
TX packets 5567 bytes 886269 (865.4 KiB)
TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0
ens33:1: flags=4163 mtu 1500
inet 10.0.105.201 netmask 255.255.255.0 broadcast 10.0.105.255
ether 00:0c:29:17:f1:af txqueuelen 1000 (Ethernet)
```
配置通过ip区分的虚拟机：
```shell
[root@localhost conf.d]# cat qfedu.conf
server {
listen 192.168.182.131:80;
server_name www.xingdiancloud.com;
location / {
root /web1;
index index.html index.htm;
}
}
server {
listen 192.168.182.120:80;
server_name www.xingdiancloud.com;
location / {
root /web2;
index index.html index.htm;
}
}
```
重新加载配置文件：
```shell
[root@localhost ~]# nginx -s reload
```
创建网站：略（以基于域名的虚拟主机为主）
测试访问：
```shell
浏览器输入：http://192.168.182.120
浏览器输入：http://192.168.182.131
```
#### 5.基于端口的虚拟主机
创建虚拟主机配置文件：
```shell
[root@localhost ~]# cat /etc/nginx/conf.d/qfedu.conf
server {
listen 80;
server_name web.testpm.com;
location / {
root /var/www/nginx/;
index index.html index.htm;
}
server {
listen 8080;
server_name web.testpm.com;
location / {
root /1000phone/html/;
index index.html index.htm;
}
}
}
```
创建网站：略（以基于域名的虚拟主机为主）
重新加载配置文件：
```shell
[root@localhost ~]# nginx -s reload
```
测试访问：
```shell
[root@localhost ~]# curl web.testpm.com
web1
[root@localhost ~]# curl web.testpm.com:8080
web2
```