面試官：關於負載均衡你瞭解多少，知道哪些常用框架？
問題分析：
工作中小編也會經常接觸到 Nginx，比如美團的 Oceanus 框架，是一款 HTTP 服務治理框架，這個框架就是基於 Nginx和 ngx_lua 擴展的，主要提供服務註冊與發現、動態負載均衡功能，日常的開發學習中，如果你想弄懂公司的 Oceanus ，Nginx 知識肯定是必不可少的，我想這也是我在面試中被問及 Nginx 相關知識的原因。
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Nginx，使用最多最常見的，很多公司自己的負載均衡框架都是基於 Nginx 開發的。
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LVS
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HAProxy
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F5，硬件負載均衡，價格昂貴。
無論使用哪種方案，目的都是要解決同樣的問題，掌握其中一個框架的原理後，再看其它幾個一定不會覺得喫力，接下來就通過 Nginx 實例來學習。
NGINX-logo-rgb-large
1.Nginx 簡介
Nginx（發音同engine x）是異步框架的網頁服器，也可以用作反向代理、負載平衡器和HTTP緩存。該軟件由伊戈爾·賽索耶夫創建並於2004年首次公開發布。[6] 2011年成立同名公司以提供支持。[7]2019年3月11日，Nginx公司被F5 Networks以6.7億美元收購[8]。
Nginx 官網：http://nginx.org/
下載列表：http://nginx.org/en/download.html
————維基百科
注意，http://nginx.org/ 區別於 http://nginx.com 前者是開源免費的，後者是企業版收費的，商業版支持帶外健康檢查。
選擇 Nginx 的理由
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軟件成熟，2002年誕生到2019年，經過多年的沉澱和各大互聯網公司的實踐改進，Nginx 已經非常成熟，網上教程豐富，易於開發者維護。
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高性能Web服務器，單機能夠支持高達 50,000 個併發連接數的響應。
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異步的、非阻塞，使用了epoll和kqueue模型，壓縮請求和相應數據大小，節省寬帶。
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優秀的反向代理服務器，隱藏 Server 地址，提高安全性。
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支持 Http 緩存
只需要安裝 Nginx 配置好配置文件，就可以是實現 Https 訪問。
worker_processes 1;
events {
worker_connections 1024;
}
http {
include mime.types;
default_type application/octet-stream;
sendfile on;
keepalive_timeout 65;
server {
listen 443;
server_name wangzha.tech www.wangzha.tech;
ssl on;
root html;
index index.html index.htm;
ssl_certificate /www/server/nginx/conf/1631800_www.wangzha.tech.pem;
ssl_certificate_key /www/server/nginx/conf/1631800_www.wangzha.tech.key;
ssl_session_timeout 5m;
ssl_ciphers ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE:ECDH:AES:HIGH:!NULL:!aNULL:!MD5:!ADH:!RC4;
ssl_protocols TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2;
ssl_prefer_server_ciphers on;
location / {
proxy_pass http://47.99.146.163:80;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
proxy_set_header Host $http_host;
}
}
server {
listen 80;
server_name www.wangzha.tech;
}
}
2.Nginx 整體架構設計
nginx架構圖
Nginx架構圖 圖片來自 http://www.aosabook.org/en/nginx.html
主從模式
Nginx 啓動後會創建多個進程，一個 Master 進程和多個 Worker 進程，Master 進程主要負責讀取配置文件，管理維護多個 Worker 進程，像是一個大內總管，Master 自身不處理用戶請求，用戶訪問的 web service 都是通過多個 Worker 進程處理，Worker 纔是真正幹活的，這種 Master Worker的主從設計理念在 。Worker 的數量可以通過配置文件隨時調整，非常靈活。
Master 主要職責：
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讀取 Nginx 配置文件，配置實時生效。
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監控 worker 進程運行狀態，管理 worker 的創建與啓動，當 worker 進程出現異常情況，Master 會自動重新啓動 worker 進程。
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接收用戶請求，將請求分發給 worker 處理。
而 worker 進程事從 Master 進程 fork 過來的，worker 進程只負責處理請求，從讀取請求，解析請求，處理請求，讀取到服務器返回的 response 數據後，再將數據轉發給客戶端。每個請求只會被一個 worker 進程處理。
異步非阻塞 I/O
I/O 分兩種，網絡 I/O，讀取 socket，另一種是磁盤 I/O，讀取磁盤數據。我們知道計算機的 CPU 執行代碼的速度極快，然而一旦遇到IO 操作，如讀寫文件、發送網絡數據時，就需要等待IO操作完成。這樣做CPU大部分都是在等待，等待蝸牛般速度的磁盤 IO 操作，這極大的浪費了 CPU 的性能，很顯然，這種設計是不合理的，如果一個進程想要執行一個 read() 或 write() 同步調用，那麼進程必須等到硬件完成 I/O 操作後才能進行下一步操作，這叫做同步調用。
Nginx 爲了提供併發能力，避開了這種同步阻塞的設計，採用異步，非阻塞，使用 epoll 多路複用模型，這是 Nginx 支持高併發的靈魂所在，如果讀者對 同步/異步 I/O 爲什麼會提高程序的響應速度不是很理解，推薦看 IBM 這篇文章：https://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-async/ ，IO屬於基礎篇，在 Nginx 篇不做過多闡述了。
模塊化設計
關於模塊化設計可以簡單的理解一個功能就是一個模塊，類似於設計模式裏六大原則之一“單一職責原則”，這種設計的好處就是“高內聚，低耦合”，Nginx 採用模塊化設計繼承了這個特點，且用戶可以根據自己的需要選擇性安裝，具有高度的靈活性。
Nginx 共有五大類型的模塊：
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核心模塊：提供最基本的核心服務，如進程管理，權限控制等。
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事件模塊：Nginx 支持事件驅動的核心模塊。
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標準 HTTP 模塊：提供 http 相關功能，如代理，轉發，壓縮，加密，負載均衡。
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Mail 服務模塊：提供基本的郵件發送服務，郵件服務模塊是 Nginx 的特色。
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第三方模塊：支持豐富的第三方自定義模塊，
關於上述模塊如何配置使用不必全部記下來，工作中現學現賣就可以，活學活用，記住這些模塊的功能，用的時候再去查找文檔。
如知道了 Nginx 提供了郵件服務，百度 Google 一下“Nginx 如何配置郵件服務” 就會得到下面的配置：
mail {
server_name mail.myweb.name;
auth_http mail.postfix.cn:80/auth.php; #配置了HTTP認證地址
imap_capabilities IMAP4rev1 UIDPLUS IDLE LITERAL+ QUOTA;
pop3_auth plain apop cram-md5;
pop3_capabilities LAST TOP USER PIPELINING UIDL;
smtp_auth login plain cram-md5;
smtp_capabilities "SIZE 10485760" ENHANCESTATUSCODES 8BITMIME DSN;
xclient off;
server{
listen 25;
protocol smtp;
}
server{
listen 110;
protocol pop3;
proxy_pass_error_message on;
}
server {
listen 143;
protocol imap;
}
}
3.總結
本節主要介紹了 Nginx 的特性和架構模型，在大公司，如果你是一名開發人員，你可能不會直接接觸 Nginx 配置，會有專門的運維人員去做這件事，但是這不代表你可以不會，Nginx 的很多設計思想值得每個優秀的開發者學習，使用太廣泛，如果做二次開發，Nginx 可以說架構師必須掌握的基礎知識，面試經常會問 Nginx 如何實現高併發？你需要知道異步，非阻塞，epoll，需要知道 Master Worker 模型，Nginx常見的優化配置？爲什麼 Nginx 不使用多線程?
參考資料
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http://www.aosabook.org/en/nginx.html
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《Nginx高性能web服務器詳解》
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