一．前言
我們都知道Nginx有很多的特性和好處，但是在Nginx上開發成了一個難題，Nginx模塊需要用C開發，而且必須符合一系列複雜的規則，最重要的用C開發模塊必須要熟悉Nginx的源代碼，使得開發者對其望而生畏。爲了開發人員方便，所以接下來我們要介紹一種整合了Nginx和lua的框架，那就是OpenResty，它幫我們實現了可以用lua的規範開發，實現各種業務，並且幫我們弄清楚各個模塊的編譯順序。關於OpenResty，我想大家應該不再陌生，隨着系統架構的不斷升級、優化，OpenResty在被廣泛的應用。
二．OpenResty運行原理
Nginx 採用的是 master-worker 模型，一個 master 進程管理多個 worker 進程，基本的事件處理都是放在 woker 中，master 負責一些全局初始化，以及對 worker 的管理。在OpenResty中，每個 woker 使用一個 LuaVM，當請求被分配到 woker 時，將在這個 LuaVM 裏創建一個 coroutine(協程)。協程之間數據隔離，每個協程具有獨立的全局變量_G。
ps. 協程和多線程下的線程類似：有自己的堆棧，自己的局部變量，有自己的指令指針，但是和其他協程程序共享全局變量等信息。線程和協程的主要不同在於：多處理器的情況下，概念上來說多線程是同時運行多個線程，而協程是通過代碼來完成協程的切換，任何時刻只有一個協程程序在運行。並且這個在運行的協程只有明確被要求掛起時纔會被掛起。
原理圖如下：
三．OpenResty的優勢
首先我們選擇使用OpenResty，其是由Nginx核心加很多第三方模塊組成，其最大的亮點是默認集成了Lua開發環境，使得Nginx可以作爲一個Web Server使用。
藉助於Nginx的事件驅動模型和非阻塞IO，可以實現高性能的Web應用程序。
而且OpenResty提供了大量組件如Mysql、Redis、Memcached等等，使在Nginx上開發Web應用更方便更簡單。目前在京東如實時價格、秒殺、動態服務、單品頁、列表頁等都在使用Nginx+Lua架構，其他公司如淘寶、去哪兒網等。
四．Nginx和lua的簡介
1. Nginx：
(1) Nginx的優點
輕量級同樣起web 服務比apache佔用更少內存及資源
抗併發nginx 處理請求異步非阻塞而apache 則阻塞型高併發下nginx 能保持低資源低消耗高性能
高度模塊化設計編寫模塊相對簡單
社區活躍各種高性能模塊出品迅速啊
(2) Nginx爲什麼性能高，佔用內存少
衆所周知，nginx性能高，而nginx的高性能與其架構是分不開的。在這裏，我們簡單粗略的介紹一下nginx的架構。
首先，nginx採用的是多多進程模式，好處是什麼呢？首先，對於每個worker進程來說，獨立的進程，不需要加鎖，所以省掉了鎖帶來的開銷，同時在編程以及問題查找時，也會方便很多。其次，採用獨立的進程，可以讓互相之間不會影響，一個進程退出後，其它進程還在工作，服務不會中斷，master進程則很快啓動新的worker進程。當然，worker進程的異常退出，肯定是程序有bug了，異常退出，會導致當前worker上的所有請求失敗，不過不會影響到所有請求，所以降低風險。
Nginx是採用異步非阻塞的方式去處理請求的，什麼是異步非阻塞呢？其實就是當一個線程調用出現等待的io之類的情況時，而不是阻塞在這裏，而是去處理別的事情，等io準備好了，然後再去執行，具體的我就不在這裏和大家描述了。
2. lua:
(1) Lua 是一個小巧的腳本語言。作者是巴西人。該語言的設計目的是爲了嵌入應用程序中，從而爲應用程序提供靈活的擴展和定製功能
(2) Lua的特點：
Lua腳本可以很容易的被C/C++代碼調用，也可以反過來調用C/C++的函數，這使得Lua在應用程序中可以被廣泛應用。不僅僅作爲擴展腳本，也可以作爲普通的配置文件，代替XML,Ini等文件格式，並且更容易理解和維護。
Lua由標準C編寫而成，代碼簡潔優美，幾乎在所有操作系統和平臺上都可以編譯，運行。一個完整的Lua解釋器不過200k，在目前所有腳本引擎中，Lua的速度是最快的。這一切都決定了Lua是作爲嵌入式腳本的最佳選擇。
五．OpenResty的安裝
上面我門對OpenResty進行了簡單的介紹，運行原理的說明，還有Nginx、Lua優點的介紹，是爲了更好的讓大家理解。讓大家知道用這個的好處，接下來我簡單的介紹一下OpenResty的安裝和搭建一個簡單的限流的例子，這是爲了讓大家明白，除了上面說的好處，它到底能夠做什麼。
OpenResty的安裝：
(1) 需要事先安裝一下所需的插件
1 | yum install readline-devel pcre-devel openssl-devel |
(2) 下載ngx_openresty-1.7.7.2.tar.gz並解壓
1 | wget http://openresty.org/download/ngx_openresty-1.7.7.2.tar.gz |
(3) 安裝LuaJIT
1 2 3 | cd bundle/LuaJIT-2.1-20150120/make clean && make && make installln -sf luajit-2.1.0-alpha /usr/local/bin/luajit |
(4) 下載ngx_cache_purge模塊，該模塊用於清理nginx緩存
1 | wget https://github.com/FRiCKLE/ngx_cache_purge/archive/2.3.tar.gz |
(5) 下載nginx_upstream_check_module模塊，該模塊用於ustream健康檢查
1 | wget https://github.com/yaoweibin/nginx_upstream_check_module/archive/v0.3.0.tar.gz |
(6) 安裝ngx_openresty
1 2 3 4 5 6 7 8 9 | cd /usr/servers/ngx_openresty-1.7.7.2./configure --prefix=/usr/servers --with-http_realip_module --with-pcre --with-luajit --add-module=./bundle/ngx_cache_purge-2.3/ --add-module=./bundle/nginx_upstream_check_module-0.3.0/ -j2make && make install |
(7) 到/usr/servers目錄下，會發現多出來瞭如下目錄，說明安裝成功
(8) 啓動nginx：/usr/servers/nginx/sbin/nginx（其實我們可以配置好系統的環境變量，配置好後就可以直接數據nginx命令了）
六．防刷（黑白名單）簡單例子的搭建
1. 首先我們先可以在/usr/servers/nginx/conf/ 目錄下創建我們自己的一個簡單的lua文件，就叫做example.lua好了。
輸入如下命令，我們就可以創建一個example.conf文件，或者我們可以cp nginx.conf example.conf 或者mkdir example.conf
2. 接下來我們需要編輯nginx.conf這個啓動配置的文件了
ok,我們進入到編輯界面，接下來我們需要將我們的example.conf文件給引入進來，在nginx.conf的http體裏添加一下命令：include example.conf
nginx.conf 的具體內容如下：
其中大家可以看到用紅線框框的是自己項目文件的引入和lua模塊的引入。
3. 接下來我們可以在example.conf文件中寫我們的邏輯實現了
4. 我們可以看到，在example.conf中的server裏面配置多個location，而location中嵌入了content_by_lua_file /usr/example/lua/redis_black_limit.lua，從這可以看出在content階段嵌入了lua腳本，進行了內容的響應，在這裏，我們進去看看相應的代碼是如何來處理的：
這是一個防刷的demo,從中我們可以看出，我是更具ip，從redis裏面取值，然後通過請求ip的匹配，來做到防刷的功能，除此之外，這裏有一個語句，我們的注意到，那就是require，這就相當於我們的類加載器，class.forname,從而做到加載進來lua的模塊。
5. 除此之外，還簡單的做了一個設置黑名單和取消黑名單的功能，用來充當我們以後的管理中心，具體邏輯寫在set_black.lua和cancel.lua中，然後在lua.conf中配置好url，具體如下圖所示:
在lua.conf中server體里加入一下代碼：
接下來我們需要寫set_black.lua和cancel.lua文件，文件內容如下：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 | v set_black.lua:local redis =require "resty.redis"local cache =redis.new()cache:set_timeout(6000)local ok,err=cache.connect(cache,'192.168.150.61',6379)if not ok then ngx.say("failed to connect:",err) returnendlocal ip = ngx.var.remote_addrcache:set("user:"..ip..":block",1)ngx.say("user:"..ip..":block".."設置黑名單成功") |
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 | v cancel_black.lua:local redis =require "resty.redis"local cache =redis.new()cache:set_timeout(6000)local ok,err=cache.connect(cache,'192.168.150.61',6379)if not ok then ngx.say("failed to connect:",err) returnendlocal ip = ngx.var.remote_addrcache:expire("user:"..ip..":block",0)ngx.say("user:"..ip..":block".."移除黑名單") |
7. 效果
做好了以上配置，我們可以開始先設置好黑名單，然後訪問請求，返回的結果是被黑名單了，然後再取消黑名單，再訪問請求，顯示訪問成功，具體結果如下圖。
七．總結
上文簡單的介紹一些OpenResty，以及搭建了一個簡單的應用，目的是想讓大家對這個框架有一個大體的瞭解。隨着架構的升級，我們會慢慢的把一些不太複雜的業務可以移到nginx層，從而提高我們的吞吐量，解決一些性能上的瓶頸。例如在nginx這一層做簡單的限流、黑白名單，緩存之類的業務複雜性不是太強的工作，從而增加我們的吞吐率，也可以再nginx這一層過濾掉一些垃圾流量，從而讓tomcat層只需要更加專注於業務。（以上是我簡單粗略的一些理解，如果有什麼問題，歡迎大家一起討論）