learnNginx

nginx学习

Nginx 定义

Nginx (engine x) 是一个高性能的HTTP和反向代理web服务器，同时也提供了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。
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，在BSD-like 协议下发行。其特点是占有内存少，并发能力强。

Nginx 优势

高并发，高性能
扩展性好（模块化设计）
异步非阻塞的事件驱动模型
高可靠性

Nginx 安装

yum install epel-release -y
yum list all | grep nginx
yum install nginx -y
rpm -ql nginx 查看文件

Nginx 进程结构

多进程

linux 信号量

kill -l 命令显示
常用

使用信号量管理master和worker

Master进程
1. 监控worker进程 CHLD
2. 管理worker进程
3. 接收信号 TERM,INT QUIT HUP USR1 USR2 WINCH
Worker进程
命令行

ps -ef | grep nginx 查看nginx启动了几个进程

nginx配置文件重载的原理

reload重载配置文件流程
1. 向master进程发送HUP信号（reload命令）
2. master进程检查配置语法是否正确
3. master进程打开新的监听端口
4. master进程使用新的配置文件启动新的worker子进程
5. master进程向老的worker子进程发送QUIT信号
6. 旧的worker进程关闭检查句柄，处理完当前连接后关闭进程

nginx的热部署流程

将旧的nginx文件替换成新的nginx文件
向master进程发送USR2信号
master进程修改pid文件，加后缀.oldbin
master进程用新nginx文件启动新master进程
向旧的master进程WINCH信号，旧的worker子进程退出

nginx的模块化管理机制

nginx模块结构图

nginx的配置文件结构

配置文件main段核心参数用法

参考lesson1

全局段核心参数
user USERNAME [GROUP]
1. 解释：指定运行nginx的worker子进程的属主和属组，其中属组可以不指定
2. 实例 user nginx nginx
pid DIR
1. 解释：指定运行nginx的master主进程的pid文件存放路径
2. 示例 pid /opt/nginx/logs/nginx.pid;
worker_rlimit_nofile number
1. 解释：指定worker子进程可以打开的最大文件句柄数
2. 示例：worker_rlimit_nofile:20480;
worker_rlimit_core size
1. 解释：指定worker子进程异常终止后的core文件，用于记录分析问题
2. 示例：worker_rlimit_core 50M; working_directory /opt/nginx/tmp;
worker_processes number|auto
1. 解释：指定nginx启动的worker子进程数量
2. 示例：worker_processes 4 worker_prcesses auto
worker_cpu_affinity cpumask1 cpumask2...
1. 解释：将每个worker子进程与我们的cpu无力核心绑定
2. 示例：
```
worker_cpu_affinity 0001 0010 0100 1000;四个物理核心，四个worker子进程
worker_cpu_affinity 00000001 00000010 00000100 00001000 00010000 00100000 01000000 10000000；八个物理核心，八个worker子进程
worker_cpu_affinity 01 10 01 10；两个物理核心，四个worker子进程
```
备注：将每个worker子进程与特定cpu物理核心绑定，优势在于：避免同一个worker子进程在不同的cpu核心上切换，缓存失效，降低性能。其并不能真正的避免进程切换。
worker_priority number
1. 解释：指定worker子进程的nice值，以调整运行nginx的优先级，通常设定为负值，以优先调用nginx
2. 示例：worker_priority -10;
3. 备注：linux默认进程的优先级值是120，值越小越优先；nice设定范围为-20到+19
worker_shutdown_timeout time
1. 解释：指定worker子进程优雅退出时的超时时间
2. 示例：worker_shutdown_timeout 5s
timer_resolution intcrval
1. 解释：worker子进程内部使用的计时器精度，调整时间间隔越大，系统调用越少，有利于性能提升；反之，系统调用越多，性能下降
2. 示例 timer_resolution 100ms
daemon on|off
1. 解释：设定nginx的运行方式，前台还是后台，前台用于调试，后台用于生产
2. 示例：daemon on

配置文件events段核心参数用法

参考lesson1

use-->nginx使用何种事件驱动模型
1. 语法：use method
2. method可选值: select,poll,kqueue,epoll,/dev/poll,eventport
3. 默认配置：无
4. 推荐配置：不指定，让nginx自己选择
worker_connections-->worker子进程能够处理的最大并发连接数
1. 语法：worker_connections 1024
2. 推荐配置：worker_connections 65535/worker_procsses|65535
accept_mutex-->是否打开负载均衡互斥锁
1. 语法：accept_mutex on|off
2. 可选值：on|off
3. 默认配置：accept_mutex off；
4. 推荐配置： accept_mutex on；
accept_nutex_delay-->新连接分配给worker子进程的超时时间
1. 语法：accept_mutex_delay time
2. 默认配置：accept_mutex_delay 500ms
3. 推荐配置：accept_mutex_delay 200ms
lock_file-->负载均衡互斥锁文件存放路径
1. 语法：lock_file file
2. 默认配置 lock_file logs/nginx.lock
muti_accept-->worker子进程可以接收的新连接个数
1. 语法：muti_accept on|off
2. 可选值：on|off
3. 默认配置：muti_accept off；
4. 推荐配置： muti_accept on；

配置文件server_name指令用法

参考lesson1

语法结构：server_name name1 name2 name3...;
1. 示例: server_name www.nginx.com 精确匹配
2. 示例: server_name *.nginx.org
3. 示例: server_naem ~^www.imooc.*$

server_name指令优先级

精确匹配最高
左侧通配符匹配
右侧通配符匹配
正则匹配最低

root和alias指令用法区别

参考文件夹root&alias

语法结构：
1. root：
  - 语法：root path；
  - 上下文：http server location if
2. alias：
  - 语法 alias path
  - 上下文：location
相同点：URI到磁盘文件的映射
区别：root会将定义路径与URI叠加；alias则只取定义路径
示例1：

location /picture{
    root /opt/nginx/html/picture;
}
客户端请求www.test.com/picture/1.jpg，则对应磁盘映射
路径/opt/nginx/html/picture/picture/1.jpg

示例2：

location /picture{
    alias /opt/nginx/html/picture;
}
客户端请求www.test.com/picture/1.jpg，则对应磁盘映射
路径/opt/nginx/html/picture/1.jpg

注意使用alias时，末尾一定要加/;alias只能位于location中

location的基础用法

参考文件夹location

语法结构：location [=||*|^~] uri {...}
上下文：server location
匹配规则及含义：
1. = 精准匹配：location=/images/{...}
2. ~ 正则匹配区分大小写：location ~ .(jpg|gif)${...}
3. ~* 正则匹配不区分大小写：location ~* .(jpg|gif)${...}
4. ^~ 匹配到即停止搜索：location ^~/images/{...}
5. 不带任何符号：location / {...}

location规则的匹配顺序

=
^~
~
~*
不带任何字符

location中URL结尾的反斜线

不带/:location /test{} -->找test文件夹，如果没有则视为test文件查找
带/:location /test/{} --》找test文件夹，没有则返回404

stub_status模块的用法

指令： stub_status;
低于1.5.7：stub_status on;
上下文：server location;
示例：location /uri {stub_status}
效果示例

Active connections:2
server accepts handled requests
883 883 928
Reading: 0 Writing: 1 Waiting:1

状态项及含义
1. Active connections：活跃的链接数量
2. accepts 接受的客户端连接总数
3. handled 处理的客户端连接总数
4. requests 客户端总的请求数量
5. Reading 读取客户端的连接数
6. Writing 响应数据到客户端的连接数
7. Waiting 空闲客户端请求连接数量

connection和request

connection是连接，及常说的tcp连接，三次握手，状态机
request是请求，例如http请求，无状态的协议
request是必须建立在connection之上
图片示例

limit_conn模块-connection链接限制模块

参考limit_conn文件夹

基本功能
1. 用于限制客户端默认连接数
2. 默认编译进nginx，通过--without-http_limit_conn_module禁用
3. 使用共享内存，对所有worker子进程生效
常用指令
1. limit_conn_zone-定义共享内存空间
  - 语法：limit_conn_zone key zone = name.size
  - 上下文：http
  - 示例 limit_conn_zone $binary_remote_addr zone=limit_addr:10m;
2. limit_conn_status-定义限制行为发生时返回给客户端的状态
  - 语法：limit_conn_status code
  - 默认值：limit_conn_status 503
  - 上下文：http server location
  - 示例：limit_conn_status 503;
3. limit_conn_log_level-定义限制行为发生时日子记录等级
  - 语法：limit_conn_log_level info|notice|warn|error
  - 默认值：limit_conn_log_level warn;
  - 上下文：http server location
4. limit_conn-真正定义限制客户端并发连接数
  - 语法：limit_conn zone number
  - 上下文：http server location

limit_req模块-request请求限制模块

参考limit_req文件夹

基本功能
1. 用于限制客户端处理请求的平均速率
2. 默认编译进nginx，通过--without-http_limit_req_module禁用
3. 使用共享内存，对所有worker子进程生效
4. 限流算法： leaky_bucket
常用指令
1. limit_req_zone-定义共享内存空间
  - 语法：limit_req_zone key zone = name.size rate=rate
  - 上下文：http
  - 示例 limit_req_zone $binary_remote_addr zone=limit_req:15m rate=12r/m;
2. limit_req_status-定义限制行为发生时返回给客户端的状态
  - 语法：limit_req_status code
  - 默认值：limit_req_status 503
  - 上下文：http server location
  - 示例：limit_req_status 503;
3. limit_req_log_level-定义限制行为发生时日子记录等级
  - 语法：limit_req_log_level info|notice|warn|error
  - 默认值：limit_req_log_level error;
  - 上下文：http server location
4. limit_req-真正定义限制客户端并发连接数
  - 语法：limit_req zone=name [burst=number] [nodelay|delay=number]
  - 上下文：http server location
  - 示例：limit_req zone=limit_req;

access模块-限制特定ip或网段访问

参考access文件夹

allow指令--放行
1. 语法结构：allow address | CIDR | UNIX | all;
2. 上下文：http server location limit_except
3. 示例1：allow 192.168.0.10
deny指令--阻止
1. 语法结构：deny address | CIDR | UNIX | all;
2. 上下文：http server location limit_except
3. 示例1：deny 192.168.0.0/24
组合示例

location / {
    deny 192.168.1.1;
    allow 192.168.1.0/24;
    allow 10.1.1.0/16;
    allow 2001:0db8::/32;
    deny all;
}

auth_basic模块-限制特定用户访问

参考auth_basic文件夹

基本功能
1. 基于HTTP Basic Authentication协议进行用户名密码认证
2. 默认编译进nginx，通过--without-http_auth_basic_module禁用
常用指令
1. auth_basic--定义是否开启用户名密码验证功能
  - 语法：auth_basic string|off
  - 默认值：auth_basic off;
  - 上下文：http server location limitz_except
2. auth_basic_user_file--定义是存储用户名密码的文件
  - 语法：auth_basic_user_file file
  - 默认值：-
  - 上下文：http server location limitz_except
生成密码文件工具
1. 可执行程序 htpasswd
2. 所属软件包 httpd-tools
3. 生成密码文件 htpasswd -bc encrypt_pass jack 12345
4. 添加新用户密码 htpasswd -b encrypt_pass mike 12345

auth_request模块-基于HTTP响应状态码做权限控制

参考auth_request文件夹

功能及原理
启用禁用：默认未编译进nginx，通过--with-http_auth_request_module启用
常用指令
1. auth_request --定义是否开启用模块
  - 语法：auth_request uri|off
  - 默认值：auth_request off
  - 上下文：http server location
2. auth_basic_set--定义是存储用户名密码的文件
  - 语法：auth_basic_set $variable value
  - 默认值：-
  - 上下文：http server location

rewrite模块--实现对url重写

参考rewrite文件夹

rewrite模块中的return指令

参考rewrite文件夹中return.conf

return功能
1. 停止处理请求，直接返回响应码或者重定向到其他URL
2. 执行return指令后，location中后续指令将不会执行
3. 示例 location / {.... return 404; ....}
return语法结构
1. 语法： return code[text];return code URL;return URL;
2. 默认值： -
3. 上下文：server location if
HTTP状态码
1. 1xx：消息类
2. 2xx：成功
3. 3xx：重定向
  - 301:永久重定向
  - 302：临时重定向
4. 4xx: 客户端错误
5. 5xx：服务器错误

rewrite模块中的rewrite指令

参考rewrite文件夹中rewrite.conf

rewrite功能
1. 根据指定正则表达式匹配规则，重写URL
rewrite语法结构
1. 语法： rewrite regex replacement [flag];
2. 默认值： -
3. 上下文：server location if
4. 示例：rewrite /images/(.*\.jpg)$ /pic/$1;
flag可选值及含义
1. last 重写后的URL发起新请求，再此进入server段，重试location中的匹配
2. break 直接使用重写后的URL，不再匹配其他location中语句
3. redirect 返回302临时重定向
4. permanent 返回301永久重定向
rewrite执行顺序

rewrite模块中的if指令

参考rewrite文件夹中if.conf

if 功能
1. 对某些条件进行判断，根据变量值不同，对url进行不同处理
if 语法结构
1. 语法： if (condition) {}
2. 默认值： -
3. 上下文：server location
4. 示例：if($http_user_agent~Chrome){rewrite /(.*)/browser/$1 break;};
condition用法
1. $variable 仅为变量时，值为空或以0开头字符串都会被当做false处理
2. = | != 相等或不等比较
3. ~ | !~ 正则匹配或非正则匹配
4. ~* 正则匹配，不区分大小写
5. -f | !-f 检查文件存在或不存在
6. -d | !-d 检查目录存在或不存在
7. -e | !-e 检查文件，目录，符号链接等存在或不存在
8. -x | !-x 检查文件可执行或不可执行

autoindex模块用法

参考autoindex文件夹中

基本功能
1. 用户请求以/结尾时，列出目录结构
常用指令
1. autoindex--是否开启列出
  - 语法：autoindex on|off
  - 默认值：autoindex off
  - 上下文：http server location
2. autoindex_exact_size--是否显示文件大小（字节）
  - 语法：autoindex_exact_size on|off
  - 默认值：autoindex_exact_size on
  - 上下文：http server location
3. autoindex_format--返回目录结构以哪种形式
  - 语法：autoindex_format html|xml|json|jsonp
  - 默认值：autoindex_format html
  - 上下文：http server location
4. autoindex_localtime--返回目录结构时间格式
  - 语法：autoindex_localtime on|off
  - 默认值：autoindex_localtime off
  - 上下文：http server location

Nginx变量分类

参考 var文件夹

TCP连接产生的变量
1. remote_addr 客户端IP地址
2. remote_port 客户端端口
3. server_addr 服务端IP地址
4. server_port 服务端端口
5. server_protocol 服务端协议
6. connection TCP连接的序号，递增
7. connection_request TCP连接当前的请求数量，对于keepalive连接有意义
8. proxy_protocol_addr 如果使用proxy_protocol协议，则返回原始用户的地址，否则为空
9. proxy_protocol_port 如果使用proxy_protocol协议，则返回原始用户的端口，否则为空
10. binary_remote_addr 二进制格式的客户端IP地址
HTTP请求过程中的常用变量
1. uri 请求的url，不包含参数
2. request_uri 请求的url，包含参数
3. scheme 协议名，http或https
4. request_method 请求方法
5. request_length 全部请求的长度，包括请求行，请求头，和请求体
6. args 全部参数字符串
7. arg_参数名特定参数值
8. is_args URL中有参数则返回？；否则返回空
9. query_string 与args相同
10. remote_user 由HTTP Basic Authentiction协议传入的用户名
HTTP请求过程中的特殊变量
1. host 先看请求行，再看请求头，最后找server_name
2. http_user_agent 用户浏览器
3. http_referer 从哪些链接过来的请求
4. http_via 经过一层代理服务器，添加对应代理服务器的信息
5. http_x_forwarded_for 获取用户真实ip
6. http_cookie 用户cookie
Nginx处理HTTP请求产生的变量
1. request_time 处理请求已消耗的时间
2. request_completion 请求处理完成返回ok，否则返回空
3. server_name 匹配上请求的server_name值
4. https 若开启https，则返回on，否则返回空
5. request_filename 磁盘文件系统待访问文件的完整路径
6. document_root 由uri和root/alias规则生成的文件夹路径
7. realpath_root 讲document_root中的软连接换成真实路径
8. limit_rate 返回响应时的速度上限值
Nginx返回响应的变量
Nginx内部运行时的变量

close-7/learnNginx

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Nginx 定义

Nginx 优势

Nginx 安装

Nginx 进程结构

linux 信号量

使用信号量管理master和worker

nginx配置文件重载的原理

nginx的热部署流程

nginx的模块化管理机制

nginx的配置文件结构

配置文件main段核心参数用法

配置文件events段核心参数用法

配置文件server_name指令用法

server_name指令优先级

root和alias指令用法区别

location的基础用法

location规则的匹配顺序

location中URL结尾的反斜线

stub_status模块的用法

connection和request

limit_conn模块-connection链接限制模块

limit_req模块-request请求限制模块

access模块-限制特定ip或网段访问

auth_basic模块-限制特定用户访问

auth_request模块-基于HTTP响应状态码做权限控制

rewrite模块--实现对url重写

rewrite模块中的return指令

rewrite模块中的rewrite指令

rewrite模块中的if指令

autoindex模块用法

Nginx变量分类