Nginx ：engin x
1.什麼是Nginx
Nginx來自俄羅斯的Igor Sysoev在爲Rambler Media（http://www.rambler.ru/）工作期間，使用C語言開發了Nginx。Nginx作爲Web服務器，一直爲俄羅斯著名的門戶網站Rambler Media提供着出色、穩定的服務。
Igor Sysoev將Nginx的代碼開源，並且賦予其最自由的2-clause BSD-like license許可證。由於Nginx使用基於事件驅動的架構能夠併發處理百萬級別的TCP連接，高度模塊化的設計和自由的許可證使得擴展Nginx功能的第三方模塊層出不窮，而且優秀的設計帶來了極佳的穩定性，因此其作爲Web服務器被廣泛應用到大流量的網站上，包括騰訊、新浪、網易、淘寶等訪問量巨大的網站。Nginx是一個跨平臺的Web服務器，可運行在Linux、FreeBSD、Solaris、AIX、Mac OS、Windows等操作系統上，並且它還可以使用當前操作系統特有的一些高效API來提高自己的性能。
例如，對於高效處理大規模併發連接，它支持Linux上的epoll（epoll是Linux上處理大併發網絡連接的利器，9.6.1節中將會詳細說明epoll的工作原理）、Solaris上的event ports和FreeBSD上的kqueue等。
又如，對於Linux，Nginx支持其獨有的 sendfile系統調用，這個系統調用可以高效地把硬盤中的數據發送到網絡上（不需要先把硬盤數據複製到用戶態內存上再發送），這極大地減少了內核態與用戶態數據間的複製動作。2.爲什麼選擇Nginx
爲什麼選擇Nginx？因爲它具有以下特點：
（1）更快
這表現在兩個方面：一方面，在正常情況下，單次請求會得到更快的響應；另一方面，在高峯期（如有數以萬計的併發請求），Nginx可以比其他Web服務器更快地響應請求。
（2）高擴展性
Nginx的設計極具擴展性，它完全是由多個不同功能、不同層次、不同類型且耦合度極低的模塊組成。因此，當對某一個模塊修復Bug或進行升級時，可以專注於模塊自身，無須在意其他。而且在HTTP模塊中，還設計了HTTP過濾器模塊：一個正常的HTTP模塊在處理完請求後，會有一串HTTP過濾器模塊對請求的結果進行再處理。這樣，當我們開發一個新的HTTP模塊時，不但可以使用諸如HTTP核心模塊、events模塊、log模塊等不同層次或者不同類型的模塊，還可以原封不動地複用大量已有的HTTP過濾器模塊。這種低耦合度的優秀設計，造就了Nginx龐大的第三方模塊，當然，公開的第三方模塊也如官方發佈的模塊一樣容易使用。
Nginx的模塊都是嵌入到二進制文件中執行的，無論官方發佈的模塊還是第三方模塊都是如此。這使得第三方模塊一樣具備極其優秀的性能，充分利用Nginx的高併發特性，因此，許多高流量的網站都傾向於開發符合自己業務特性的定製模塊。 模塊化設計、較好的擴展性，編譯到Nginx，並隨Nginx啓動而啓動，但是Tengine支持模塊動態裝卸機制。
（3）高可靠性
高可靠性是我們選擇Nginx的最基本條件，因爲Nginx的可靠性是大家有目共睹的，很多家高流量網站都在覈心服務器上大規模使用Nginx。Nginx的高可靠性來自於其核心框架代碼的優秀設計、模塊設計的簡單性；另外，官方提供的常用模塊都非常穩定，每個worker進程相對獨立，master進程在1個worker進程出錯時可以快速“拉起”新的worker子進程提供服務。
（4）低內存消耗
一般情況下，10 000個非活躍的HTTP Keep-Alive連接在Nginx中僅消耗2.5MB的內存，這是Nginx支持高併發連接的基礎。
（5）單機支持10萬以上的併發連接
這是一個非常重要的特性！隨着互聯網的迅猛發展和互聯網用戶數量的成倍增長，各大公司、網站都需要應付海量併發請求，一個能夠在峯值期頂住10萬以上併發請求的Server，無疑會得到大家的青睞。理論上，Nginx支持的併發連接上限取決於內存，10萬遠未封頂。當然，能夠及時地處理更多的併發請求，是與業務特點緊密相關的，本書第8～11章將會詳細說明如何實現這個特點。
（6）熱部署
master管理進程與worker工作進程的分離設計，使得Nginx能夠提供熱部署功能，即可以在7×24小時不間斷服務的前提下，升級Nginx的可執行文件。當然，它也支持不停止服務就更新配置項、更換日誌文件等功能。
（7）最自由的BSD許可協議
這是Nginx可以快速發展的強大動力。BSD許可協議不只是允許用戶免費使用Nginx，它還允許用戶在自己的項目中直接使用或修改Nginx源碼，然後發佈。這吸引了無數開發者繼續爲Nginx貢獻自己的智慧。
（8）支持事件驅動、AIO、mmap
3.Nginx基本功能：
（1）靜態資源的web服務器，能緩存打開的文件描述符。
（2）http、smtp、pop3協議的反向代理服務器（保護服務器，爲服務器過濾不良用戶請求，並封裝用戶請求，扮演成某些服務區，提供緩存減輕後端壓力）
（3）緩存加速、負載均衡
（4）支持FastCGI（fpm，LNMP），uWSGI（Python）
（5）模塊化（非DSO機制）過濾器，zip、ssi及圖像的大小調整
（6）支持SSL，https服務。
4.擴展功能
基於名稱和IP的虛擬機
支持Keepalive
支持平滑升級
定製訪問日誌、支持使用日誌緩衝區提供日誌存儲性能
支持url rewrite
支持路徑別名
支持基於IP及用戶的訪問控制
支持速率限制，支持併發數限制
5.Nginx的基本架構：
一個master進程。負責生成多個worker進程。
事件驅動：epoll（邊緣觸發，Linux） kqueue（BSD）
I/O複用器：select，poll，rt signal
支持sendfile、sendfile64
支持AIO
支持mmap內存映射
nginx的工作模式：非阻塞、事件驅動，由一個master進程生成多個worker進程，每個worker響應n個請求。
6.模塊類型：
核心模塊、Standard HTTP modules、Optional HTTP modules、Mail modules、第三方模塊
7.源碼安裝
yum -y install gcc gcc-c++
yum -y install pcre pcre-devel
yum -y install zlib zlib-devel
yum -y install openssl openssl-devel
tar xf nginx-VERSION.tar
cd nginx-VERSION
groupadd -r nginx
useradd -r nginx -g nginx
./configure --help(獲取幫助)
--with-xx:原本沒有啓動，啓動起來；--without-xx：原本已啓動，停止啓動
./configure --prefix=/usr/local/nginx --conf-path=/usr/local/nginx/conf/nginx/nginx.conf --user=nginx --group=nginx --error-log-path=/var/log/nginx/error.log --http-log-path=/var/log/nginx/access.log --pid-path=/var/run/nginx/nginx.pid --lock-path=/var/log/nginx.lock --with-http_ssl_module --with-http_stub_status_module --with-http_gzip_static_module --with-http_flv_module --with-http_mp4_module --http-client-body-temp-path=/var/tmp/nginx/client --http-proxy-temp-path=/var/tmp/nginx/proxy --http-fastcgi-temp-path=/var/tmp/nginx/fastcgi --http-uwsgi-temp-path=/var/tmp/nginx/uwsgi
make -j 4 && make install
mkdir -pv /var/tmp/nginx/{client,proxy,fastcgi,uwsgi}
啓動nginx
/usr/local/nginx/sbin/nginx
8.配置文件介紹
main配置段：全局配置段
event{}:定義event模型工作特性
http{}:定義http協議相關的配置
配置指令：要以分號結尾。
支持使用變量：
內置變量：模塊會提供內置變量定義
自定義變量：set var_name value;
主配置段的指令：
正常運行必備的配置
1.user username [groupname];指定運行worker進程的用戶和組；
2.pid /path/to/pid_file;指定nginx守護進程的pid文件
pid /var/run/nginx/nginx.pid
3.worker_rlimit_nofile number;指定所有worker進程所能打開最大文件句柄數
優化性能的配置
1.worker_processes #;worker進程的個數；通常應該略少於CPU物理核心數；支持auto
2.worker_cpu——affinity cpumask... (例子：00000001 00000010 00000100)
優點：提升緩存的命中率
cpumask：
0000 0001：1號cpu
0000 0010：2號cpu
3.timer_resolution:計時器解析度，降低此值，可以減少gettimeofday()系統調用的次數
4.worker_priotity number;指明worker進程的nice值（越小，優先級越高）
事件相關的配置
1.accept_mutex {off|on};
master調度用戶請求至各worker進程時使用的負載均衡鎖；on表示能讓多個worker輪流地、序列化地區響應新請求。
2.lock_file file;
accept-mutex用到的鎖文件路徑
3.use [epoll | rtsing | select | poll];
指明使用的事件模式，建議讓Nginx自行選擇；
4.worker_connections number;
設定單個worker進程所能夠處理的最大併發連接數量；(但套接字有限)
worker_connections * work_processes < 60000
用於調試、定位問題(編譯時加入--with-debug)
1.daemon {on|off};
是否以守護進程方式運行nginx；調試時應該設置爲Off
2.master_process {on|off};
是否以master/worker模型來運行nginx，調試時可設置爲Off
3.error_log 位置級別{debug,info,notice,warn,error,crit,altert,emerg}
總結：
常需要進行調整的參數：worker_processes,worker_connections,worker_cpu_affinity,worker_priority
nginx -s {stop,quit,reopen,reload}
nginx -t :測試語法
9.Nginx作爲web服務器時使用的配置：
http{}:由ngx_http_core_module模塊所引入；
配置框架：
http{
upstream{...}
server {
location {...} 類似於httpd中的<Location>,用於定義URL與本地文件系統的映射關係，可有多個
}#每個server類似於httpd中的一個<VirtualHost>
}
配置指令
1.server{}：定義一個虛擬主機
server{
listen 8080;
server_name www.bearlu.com;
root "/vhost/web1";
}
2.listen：指定監聽的地址和端口
listen address[:port]
listen port;
3.server_name Name...:名稱還可以使用正則表達式（~開頭）通配符
（1）先做精確匹配檢查；
（2）左側通配符匹配檢查：*.magedu.com
（3）右側通配符匹配檢查：mail.*
（4）正則表達式匹配檢查：~*.*\magedu\.com$
（5）default_server
4.root path;設置資源路徑映射；用於指明請求的URL所對應的資源所在的文件系統上的起始路徑
5.location [= | ~ | ~* | ^~ | url] {...}
location @name {...}
允許根據用戶請求的URL來匹配定義的各location；匹配到時，此請求將被相應的location配置塊中的配置所處理，例如訪問控制。
=：精確匹配檢查
~：正則表達式模式匹配檢查，區分字符大小寫
~*：正則表達式模式匹配檢查，不區分字符大小寫
^~：URI的前半部分匹配，不支持正則表達式
記住：匹配的優先級：=、^~、~、~*、不帶符號的location（越後，優先級越低）
6.alias path;
用於location配置段，定義路徑別名；
注意：root表示指明路徑爲對應的location "/" URL
alias表示路徑映射，即location指令後定義的URL是相對與alias所指明的路徑而言；
7.index file; 默認主頁面
8.error_page code [...] 狀態碼 [=code] URL|@name
根據http響應狀態碼來指明特用的錯誤頁面；
error_page 404 /404_customed.html
error_page 404 =200 /404_customed.html
[=code]:以指定的響應碼進行響應，而不是默認的原來的響應，默認表示以新資源的狀態碼爲其響應碼
9.基於IP的訪問控制
allow、deny IP/network
allow IP、網絡
10.基於用戶的訪問控制
basic、digest
auth_basic "驗證原因"
auth_basic_user_file /etc/nginx/users/.htpasswd;
用htpasswd -c (第一次創建) -m（使用MD5碼） /etc/nginx/users/.htpasswd tom 創建用戶賬號和密碼文件
11.SSL
listen 443 ssl
server_name www.magedu.com
ssl_certificate /etc/nginx/ssl/nginx.crt;(證書)
ssl_certificate_key /etc/nginx/ssl/nginx.key;(私鑰)
12.stub_status {on | off};nginx狀態統計頁面
僅能用戶location上下文。並且allow IP; deny all;
顯示結果：
Active connections：6 -----> 當前所有處於打開狀態的連接數
server 已接受的連接數
accepts 已處理過的連接數
handled 已處理的請求書，在保持連接模式下
requests
Reading 正在接收請求狀態的連接數
Writing 請求已經接收完成，正處理請求或發送響應的過程中的連接數
Waiting 處於保持Keepalive連接模式，且處於活動狀態的連接數。
13.rewrite URL重寫
格式：rewrite regex replacement flag
rewrite ^/images/(.*\.jpg)$ /imgs/$1 break;
IP/images/a/b/c/1.jpg ---> IP/imgs/a/b/c/1.jpg
作用：域名切換、重定向
flag： last：此rewrite規則重寫完成後，不再被後面其他rewrite規則處理，而由User Agent重新對重寫後URL再一次發起請求，並從頭開始執行類似的過程；
break：一旦此rewrite規則重寫完成後，發起請求，且不會再被當前location內的任何rewrite規則檢測
redirect：臨時重定向，以302響應碼返回新的URL。（域名可改變）
permanent：永久重定向，以301響應碼返回的URL。
14.if上下文
語法：if(condition) {...}
應用場景：server、location
condition：
（1）變量名：變量值爲空串，或者以“0”開始，則爲false
（2）以變量爲操作數構成的比較表達式（=，！=）
（3）正則表達式的模式匹配操作
~：區分大小寫的模式匹配
~*：不區分大小寫的模式匹配
!~和!~*：對上面兩種測試取反
（4）測試路徑是否爲文件：-f、!-f
（5）測試指定路徑是否爲目錄：-d、!-d
（6）測試文件的存在性：-e、!-e
（7）測試文件是否有執行權限：-x、!-x
例如：if($http_user_agent ~* MSIE){
rewrite ^(.*)$ /msie/$1 break;
}
15.防盜鏈
location ~* \.(jpg | gif | jpeg | png)$ {
valid_referer none blocked www.magedu.com;
if ($invalid_referer) {
rewrite ^/ http://www.magedu.com/403.html
}
}
16.定製訪問日誌格式
log_format main "$remote_addr $remote_user [$time_local] $request"
access_log logs/access.log main;
此處可以使用nginx各模塊內建變量；
17.網絡連接相關的配置
1. keepalive_timeout #;長連接的超時時長
2.keepalive_requests #;在一個長連接上所能夠允許請求的最大資源數
3.keepalive_disable [msie6 | safari | none];爲指定類型的UserAgent禁用長連接
4.tcp_nodelay on|off;是否對長連接使用TCP_NODELAY選項；更優化用戶體驗就打開，否則，等待充足的量才返回
5.client_header_timeout #;讀取http請求報文首部的超時時長
6.client_body_timeout #;讀取http請求報文body部分的超時時長
7.send_timeout #;發送相應報文的超時時長
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