nginx

一.Nginx是什么？

1.Nginx概述

• 一款高新能、轻量级Web服务软件
• 系统资源消耗低
• 对HTTP并发连接的处理能力高
• 单台物理服务器可支持30000～50000个并发请求

• 是一款轻量级的高性能的web服务器/反向代理服务器/电子邮件（IMAP/POP3）代理服务器

Apache：

Apache是以进程为基础的结构，进程要比线程消耗更多的系统开支，不太适用于多处理器环境，因此，在一个apache Web站点扩容时，通常是增加服务器或扩充群集节点而不是增加处理器。

2.Nginx和Apache的优缺点比较

先讲nginx的优点：

1、可以跨平台，配置简单，内存消耗少，10个nginx才占用150M内存。

2、使用的是epoll模型，这种模型是I/O多路复用技术（I/O多路复用是一种技术，它允许一个进程或线程监控多个网络连接，当其中某个或某几个连接有数据时，当前程序可以拿到网卡收到的数据进行下一步的处理；），异步非阻塞的模型（异步非阻塞模型可以提高程序的效率，在等待I/O操作完成的同时，可以继续执行其他代码。）

3、nginx支持高并发连接，处理2-3万并发连接数，官方监测能支持5万并发。

4、成本低，且开源，稳定性高，宕机概率非常小；

5、内置的健康检查功能，可以允许在服务器宕机的时候，做健康检查，再发送的请求就不会发给宕机的服务器，会重新提交到其他节点上。

nginx的缺点：
nginx有个不太友好的地方是，nginx不方便处理动态资源，可以进行动静分离，将动态请求交给后端程序去进行处理

nginx相对于apache的优点∶

1. 轻量级，同样起web服务,比apache占用更少的内存及资源
2. 静态处理，Nginx 静态处理性能比 Apache 高
3. Nginx可以实现无缓存的反向代理加速，提高网站运行速度；
4. Nginx的性能和可伸缩性不依赖于硬件，Apache依赖于硬件;
5. Nginx支持热部署，启动速度迅速，可以在不间断服务的情况下，对软件版本或者配置进行升级；
6. nginx是异步进程，基于事件的web服务器，多个连接对应一个进程 ；apache是同步多进程，基于流程的web服务器，一个连接对应一个进程；
7. Nginx高度模块化，编写模块相对简单，且组件比Apache少
8. nginx抗并发，nginx处理请求是异步非阻塞的，而Apache则是阻塞性的，在高并发下的nginx能够保持低资源，低消耗高性能

apache相对于nginx的优点∶

• Rewrite比nginx的rewrite强大 （rewrite的主要功能就是实现统一资源定位符URL的跳转）

• 模块多，基本想到的都可以找到

• 少bug， nginx的bug相对较多

• 超稳定

存在的理由：一般来说，需要性能的web服务，用nginx。若不需要性能只求稳定，就选用apache。

三.nginx的应用场景

1、可以做web服务器，nginx是一个http服务，可以独立地提供http服务，可以做静态服务器；

2、虚拟主机。可以实现一台服务器，虚拟多个站点，例如基于ip、不同端口、或者不同域名的站点

3、反向代理服务器，负载均衡。当网站的访问量达到一定的程度时，单台服务器就不能满足用户的请求，此时需要多台服务器集群，此时可以使用nginx做反向代理，并且多台服务器可以平均分担负载，不会让某台服务器负载高或者闲置。（也可以使用ip hash技术 进行负载均衡分配）

4、nginx中还可以配置安全管理，比如支持nginx搭建API接口网关，对每一个接口服务进行拦截；

5、nginx还能做缓存服务器；

四.nginx为什么能支持高并发

最核心的原因：nginx是异步，非阻塞，使用 epoll ，和并且可以进行简单的配置细节优化。

假设一个server采用一个进程（或者线程）负责一个请求的方式，那么进程的数量就是并发的数量，那么会有很多进程在等待中，等待网络的传输，非常耗时耗资源。

但是nginx是使用了异步非阻塞的程序运行方式，解决了等待浪费时间的痛点，有一个专门进行调度进程，每次有一个request请求，就可以分配给worker进程去进行处理，web server 的工作性质决定了每个 request 的大部份生命都是在网络传输中，实际上花费在 server 机器上的时间片不多。这是几个进程就解决高并发的秘密所在。

五.为什么nginx不使用多线程

nginx采用单线程来异步非阻塞处理请求 (管理员可以配置 Nginx 主进程的工作进程的数量)(epoll)，不会为每个请求分配 cpu 和内存资源，节省了大量资源，同时也减少了大量的 CPU 的上下文切换。所以才使得 Nginx 支持更高的并发。

六.nginx的两种进程

1.nginx有两种进程，master进程和worker进程

master进程：用于管理worker进程，读取nginx的配置文件信息

worker进程：处理连接请求

2.Nginx模块与作用

main模块：全局配置模块，所有模块都要执行遵守

配置运行nginx服务器的用户（组）、worker_process数（进程）、nginx进程PID存放路径、错误日志存放路径、配置文件的引入等

stream服务模块：实现反向代理功能,包括TCP协议代理

邮件服务模块：主要用于支持 Nginx 的邮件服务

对 POP3 协议、 IMAP 协议和 SMTP协议的支持

第三方模块：二次开发，为了扩展 Nginx 服务器应用，完成开发者自定义功能

Json 支持、 Lua 支持等

events模块：影响nginx服务器与用户的网络连接

events { ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?#events模块设置

woker_connections 65536; ? ? ? ? ? ? ? ?#设置单个工作进程最大并发连接数

use epoll; ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? #事件驱动类型选择为epoll

accept_mutex on; ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?#同一时刻一个请求轮流由work进程除了，即轮询

multi_accept on; ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?#每个工作进程同时接受多个网络连接

}

http模块：跟web服务相关，主要用于扩展标准的 HTTP 功能，让 Nginx 能处理一些特殊的服务，包含几个子模块

自定义服务日志、允许sendfile方式传输文件、连接超时时间、单连接请求数上限、Flash 多媒体传输 、解析 GeoIP 请求、 网络传输压缩 、 安全协议 SSL 支持等

location模块：uri网址定位

server模块：服务模块

配置80端口监听、虚拟主机、DNS域名解析等

auth_basic模块：对网页设置用户名密码

gzip模块：压缩

proxy模块：设置后端IP地址、端口号及http和加密的https

ssl模块：https加密

3.Nginx三大作用：反向代理、负载均衡、动静分离

反向代理：在服务端 配置，客户端 访问服务器A ，服务器A 为代理服务器 ，将客户服务再转发到服务器B?

? ? ? ?作用：缓存，将服务器的响应缓存在自己的内存中，减少服务器压力；

? ? ? ? ? ? ? ? ? 负载均衡，将用户请求分配给多个服务器；

? ? ? ? ? ? ? ? ? 访问控制

正向代理：在客户端 配置，配置完了再去访问具体服务，即代理服务器 代理了客户端 ，再去和目标服务器 进行交互

? ? ? ?作用：提高访问速度

? ? ? ? ? ? ? ? ? 隐藏客户端真实IP地址

负载均衡：分摊到多个操作单元上进行执行，例如Web服务器、FTP服务器、企业关键应用服务器和其它关键任务服务器等，从而共同完成工作任务

nginx七层负载均衡调度算法（六种）

1、轮询（默认调度算法）

特点：每个请求按时间顺序逐一分配到不同的后端服务器处理。
适用业务场景：后端服务器硬件性能配置完全一致，业务无特殊要求时使用。

upstream backendserver {
server 192.168.0.14：80 max_fails=2 fail_timeout=10s;
server 192.168.0.15：80 max_fails=2 fail_timeout=10s;
}
2、加权轮询

特点：指定轮询几率，weight值(权重)和访问比例成正比，用户请求按权重比例分配。
适用业务场景：用于后端服务器硬件性处理能力不平均的情形。

upstream backendserver {
server 192.168.0.14:80 weight=5 max_fails=2 fail_timeout=10s;
server 192.168.0.15:80 weight=10 max_fails=2 fail_timeout=10s;
}
3、ip_hash（IP哈希）

特点：每个请求按访问ip的hash结果分配，这样每个访客固定访问一个后端服务器，可以解决session会话保持问题。
适用业务场景：适用于需要账号登录的系统，会话连接保持的业务。

upstream backendserver {
ip_hash;
server 192.168.0.14:80 max_fails=2 fail_timeout=10s;
server 192.168.0.15:80 max_fails=2 fail_timeout=10s;
}
4、最少连接数 least_conn

特点：按nginx反向代理与后端服务器之间的连接数，连接数最少的优先分配。

适用业务场景：适用于客户端与后端服务器需要保持长连接的业务。

upstream backendserver {
least_conn; server 192.168.0.14:80 max_fails=2 fail_timeout=10s;
server 192.168.0.15:80 max_fails=2 fail_timeout=10s;
}

5、响应时间 fair（需编译安装第三方模块 ngx_http_upstream_fair_module）

特点：按后端服务器的响应时间来分配请求，响应时间短的优先分配。
适用业务场景：对访问响应速度有一定要求的业务。

upstream backendserver {
fair;
server 192.168.0.14:80 max_fails=2 fail_timeout=10s;
server 192.168.0.15:80 max_fails=2 fail_timeout=10s;
}

6、url_hash（URL分配 ）（需编译安装第三方模块 ngx_http_upstream_hash_module）

特点：按访问url的hash结果来分配请求，使同一个url访问到同一个后端服务器。

适用业务场景：适用于后端服务器为缓存服务器时比较有效。

upstream backendserver {
server 192.168.0.14:80 max_fails=2 fail_timeout=10s;
server 192.168.0.15:80 max_fails=2 fail_timeout=10s;
hash $request_uri;
}

动静分离：采用代理的方式，在server{}段中加入带正则匹配的location来指定匹配项针对PHP的动静分离：静态页面交给Nginx处理，动态页面交给PHP-FPM模块或Apache处理。

在Nginx的配置中，是通过location配置段配合正则匹配实现静态与动态页面的不同处理方式，通过使用Nginx提高网站的响应速度，优化用户体验

七.编译安装nginx

1.关闭防火墙，将安装nginx所需软件包传到/opt目录下

systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0

2.安装依赖包?

#nginx的配置及运行需要pcre、zlib、openssl等软件包的支持，因此需要安装这些软件的开发包，以便提供相应的库和头文件。

yum -y install pcre-devel zlib-devel openssl-devel gcc gcc-c++ make

3.创建运行用户、组

Nginx 服务程序默认以 nobody 身份运行，建议为其创建专门的用户账号，以便更准确地控制其访问权限）

useradd -M -s /sbin/nologin nginx

4.编译安装Nginx

cd /opt
tar zxvf nginx-1.12.0.tar.gz -C /opt/
cd nginx-1.12.0/
 
./configure \
--prefix=/usr/local/nginx \		#指定nginx的安装路径
--user=nginx \					#指定用户名
--group=nginx \					#指定组名
--with-http_stub_status_module	#启用 http_stub_status_module 模块以支持状态统计
 
 
make -j2 && make install
make -j2 ##表示cpu有2核，使用2个cpu同时一起编译，make是将源代码翻译成二进制
make install ##表示将二进制文件放到指定的目录中

5.想要使用nginx命令直接启动服务，两种方式

ln -s /usr/local/nginx/sbin/nginx /usr/local/sbin/		#让系统识别nginx的操作命令
##做软连接，创建二进制文件到PATH路径中
##一般是安装在/usr/local中，就放到/usr/local下的/sbin下
 
 
还有一种当时是在PATH环境变量中加入nginx程序的目录，这种不常用

?6.详解nginx的命令

nginx -t
nginx -v
nginx -V
nginx -s 信号

##cat /usr/local/nginx/logs/nginx.pid 先查看nginx的pid
##停止nginx服务的三种方式
kill -3 <nginx的pid号> 
kill -s QUIT <nginx的pid号>
killall -3 nginx
killall -s QUIT nginx
nginx -s quit 

kill -1 <nginx的pid>
kill -s HUP <nginx的pid>
killall -1 nginx
killall -s HUP nginx
nginx -s reload

7.nginx版本编译安装平滑升级的方式

新版本升级：
tar xf nginx-1.25.3.tar.gz
cd nginx-1.25.3/
./configure \
--prefix=/usr/local/nginx \
--user=nginx \
--group=nginx \
--with-http_stub_status_module \  ##加上状态收集模块
--with-http_ssl_module    ##最新的版本需要加上ssl模块
 
make
mv /usr/local/nginx/sbin/nginx /usr/local/nginx/sbin/nginx_old   ##将原来的程序进行备份
cp objs/nginx /usr/local/nginx/sbin/nginx          ##将新编译好的二进制文件放到安装目录下
make upgrade  #要保证当前 nginx 进程是通过 /usr/local/nginx/sbin/nginx 启动的，而不是通过查找环境变量中那个 nginx 命令启动的
#或者先 killall nginx ，再/usr/local/nginx/sbin/nginx

8.使用systemd管理的两种办法

方法一：添加nginx系统服务，可以通用centos5-7三个版本

先创建一个nginx脚本文件
vim /etc/init.d/nginx
#!/bin/bash
#chkconfig: - 99 20  ##这一步必须要有，其中 - 表示为任何级别都不开启，99为第99个程序启动，20为第20个程序关闭
#description:Nginx Service Control Script   ##脚本目的描述
COM="/usr/local/nginx/sbin/nginx"     ##nginx启动的绝对路径
PID="/usr/local/nginx/logs/nginx.pid"   ##nginx的pid号的文件
case "$1" in
start)
  $COM
;;
 
stop)
  kill -s QUIT $(cat $PID)
;;
 
restart)
  $0 stop
  $0 start
;;
 
reload)
  kill -s HUP $(cat $PID)
;;
 
*)
echo "Usage: $0 {start|stop|restart|reload}"
exit 1
 
esac
exit 0

chmod +x /etc/init.d/nginx  ##给脚本加上执行权限
chkconfig --add nginx	##添加为系统服务
chkconfig --list nginx  ##查看运行级别中是否开机自启动
chkconfig --level 35 nginx on|off ##设置字符多用户和图形化界面可以开机自启动|关闭

service nginx start  ##启动
service nginx stop   ##关闭
 
命令与/etc/init.d/nginx脚本中相呼应

?方法二：使用systemd 进行管理

vim /lib/systemd/system/nginx.service
[Unit] ##服务说明
Description=nginx  ##描述服务
After=network.target  ##依赖，当依赖的服务启动的时候再启动自定义的服务
[Service] ##服务运行参数的设置
Type=forking ##表示后台运行，使用启动类型应该同事指定PIDFile=，这样便于systemd能够追踪
PIDFile=/usr/local/nginx/logs/nginx.pid  ##指定pid的文件
ExecStart=/usr/local/nginx/sbin/nginx   ##服务启动的命令，就是绝对路径启动的命令
ExecReload=/bin/kill -s HUP $MAINPID  ##加载
ExecStop=/bin/kill -s QUIT $MAINPID   ##关闭
PrivateTmp=true   ##表示给服务分配独立的临时空间
[Install]
WantedBy=multi-user.target  ##服务安装的相关设置，可设置多用户
 

chmod 754 /lib/systemd/system/nginx.service
systemctl start nginx.service
systemctl enable nginx.service

需要注意的是：service启动和systemctl启动不能相互混用，使用其一即可

总结：nginx是一款可以轻量级（体现在内存消耗少），高性能（体现在抗高并发?），能够实现反向代理（多台nginx服务的时候，做客户端和服务端的请求转发），并且可以做静态处理的web服务器。最牛的核心优势：支持异步非阻塞处理请求，使用的是epoll（I/O多路复用技术）！！！