阿里內部資料，10W字總結JAVA面試題-Nginx篇

目錄

1、簡述一下什么是Nginx，它有什么優勢和功能？

2、Nginx是如何處理一個HTTP請求的呢？

3、列舉一些Nginx的特性

4、請列舉Nginx和Apache 之間的不同點

5、在Nginx中，如何使用未定義的服務器名稱來阻止處理請求？

6、請解釋Nginx服務器上的Master和Worker行程分別是什么?

7、請解釋代理中的正向代理和反向代理

8、解釋Nginx用途

1、簡述一下什么是Nginx，它有什么優勢和功能？

Nginx是一個web服務器和方向代理服務器，用于HTTP、HTTPS、SMTP、POP3和IMAP協議，因它的穩定性、豐富的功能集、示例組態檔和低系統資源的消耗而聞名，

Nginx---Ngine X，是一款免費的、自由的、開源的、高性能HTTP服務器和反向代理服務器； 也是一個IMAP、POP3、SMTP代理服務器；Nginx以其高性能、穩定性、豐富的功能、簡單的配置和低資源消耗而聞名，

也就是說Nginx本身就可以托管網站（類似于Tomcat一樣），進行Http服務處理，也可以作為 反向代理服務器 、負載均衡器和HTTP快取，

Nginx 解決了服務器的C10K（就是在一秒之內連接客戶端的數目為10k即1萬）問題，它的設計不像傳統的服務器那樣使用執行緒處理請求，而是一個更加高級的機制—事件驅動機制，是一 種異步事件驅動結構，

優點：

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回應；另一方面， 在高峰期（如有數以萬計的并發請求），Nginx可以比其他Web服務器更快地回應請求，
2. 高擴展性，跨平臺 Nginx的設計極具擴展性，它完全是由多個不同功能、不同層次、不同型別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，可以專注于模塊自身， 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模塊在處理完請求后，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型別的模塊，還 可以原封不動地復用大量已有的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布的模塊一樣容易使用， Nginx的模塊都是嵌入到二進制檔案中執行的，無論官方發布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的高并發特性，因此，許多高流量的網站都傾向于開發符合自 己業務特性的定制模塊，
3. 高可靠性：用于反向代理，宕機的概率微乎其微 高可靠性是我們選擇Nginx的最基本條件，因為Nginx的可靠性是大家有目共睹的，很多家高流量網站都在核心服務器上大規模使用Nginx，Nginx的高可靠性來自于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行程相對獨立，master行程在1個worker行程出錯時可以快速“拉起”新的worker子行程提供服務，
4. 低記憶體消耗 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的記憶體，這是Nginx支持高并發連接的基礎，
5. 單機支持10萬以上的并發連接 這是一個非常重要的特性！隨著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并發請求，一個能夠在峰值期頂住10萬以上并 發請求的Server，無疑會得到大家的青睞，理論上，Nginx支持的并發連接上限取決于記憶體，10萬 遠未封頂，當然，能夠及時地處理更多的并發請求，是與業務特點緊密相關的，
6. 熱部署 master管理行程與worker作業行程的分離設計，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的可執行檔案，當然，它也支持不停止服務就更 新配置項、更換日志檔案等功能，

1. 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專案中直接使用或修改Nginx原始碼，然后發布，這吸引了無數 開發者繼續為Nginx貢獻自己的智慧， 以上7個特點當然不是Nginx的全部，擁有無數個官方功能模塊、第三方功能模塊使得Nginx能夠滿足絕大部分應用場景，這些功能模塊間可以疊加以實作更加 強大、復雜的功能，有些模塊還支持Nginx與Perl、Lua等腳本語言集成作業，ji大提高了開發效 率，這些特點促使用戶在尋找一個Web服務器時更多考慮Nginx， 選擇Nginx的核心理由還是它能在支持高并發請求的同時保持高效的服務，

2、Nginx是如何處理一個HTTP請求的呢？

Nginx 是一個高性能的 Web 服務器，能夠同時處理大量的并發請求，它結合多行程機制和異步機制，異步機制使用的是異步非阻塞方式 ，接下來就給大家介紹一下 Nginx 的多執行緒機制和異步非阻塞機制 ，

1、多行程機制

服務器每當收到一個客戶端時，就有 服務器主行程 （ master process ）生成一個 子行程（worker process ）出來和客戶端建立連接進行互動，直到連接斷開，該子行程就結束了，

使用行程的好處是各個行程之間相互獨立，不需要加鎖，減少了使用鎖對性能造成影響，同時降低 編程的復雜度，降低開發成本，其次，采用獨立的行程，可以讓行程互相之間不會影響 ，如果一個行程發生例外退出時，其它行程正常作業， master 行程則很快啟動新的 worker 行程，確保服務不會中斷，從而將風險降到最低，

缺點是作業系統生成一個子行程需要進行 記憶體復制等操作，在資源和時間上會產生一定的開銷，當有大量請求時，會導致系統性能下降 ，

2、異步非阻塞機制

每個作業行程 使用 異步非阻塞方式 ，可以處理 多個客戶端請求 ，

當某個 作業行程 接收到客戶端的請求以后，呼叫 IO 進行處理，如果不能立即得到結果，就去 處理其他請求 （即為 非阻塞 ）；而 客戶端 在此期間也 無需等待回應 ，可以去處理其他事情（即為 異步 ），

當 IO 回傳時，就會通知此 作業行程 ；該行程得到通知，暫時 掛起 當前處理的事務去 回應客戶端請求 ，

3、列舉一些Nginx的特性

1. Nginx服務器的特性包括：
2. 反向代理/L7負載均衡器
3. 嵌入式Perl解釋器
4. 動態二進制升級
5. 可用于重新撰寫URL，具有非常好的PCRE支持

4、請列舉Nginx和Apache 之間的不同點

5、在Nginx中，如何使用未定義的服務器名稱來阻止處理請求？

只需將請求洗掉的服務器就可以定義為：

Server{

listen 80; server_name ""; return 444;

}

這里，服務器名被保留為一個空字串，它將在沒有“主機”頭欄位的情況下匹配請求，而一個特殊 的Nginx的非標準代碼444被回傳，從而終止連接，

一般推薦 worker 行程數與CPU內核數一致，這樣一來不存在大量的子行程生成和管理任務，避免了行程之間競爭CPU 資源和行程切換的開銷，而且 Nginx 為了更好的利用 多核特性 ，提供了 CPU 親緣性的系結選項，我們可以將某一個行程系結在某一個核上，這樣就不會因為行程的切換帶來Cache 的失效，

對于每個請求，有且只有一個作業行程 對其處理，首先，每個 worker 行程都是從 master行程fork 過來，在 master 行程里面，先建立好需要 listen 的 socket（listenfd） 之后，然后再 fork 出多個 worker 行程，

所有 worker 行程的 listenfd 會在新連接到來時變得可讀 ，為保證只有一個行程處理該連接，所有worker 行程在注冊 listenfd 讀事件前搶占 accept_mutex ，搶到互斥鎖的那個行程注冊 listenfd 讀事件 ，在讀事件里呼叫 accept 接受該連接，

當一個 worker 行程在 accept 這個連接之后，就開始讀取請求、決議請求、處理請求，產生資料后，再回傳給客戶端 ，最后才斷開連接，這樣一個完整的請求就是這樣的了，我們可以看到，一個請求，完全由 worker 行程來處理，而且只在一個 worker 行程中處理，

在 Nginx 服務器的運行程序中， 主行程和作業行程 需要行程互動，互動依賴于 Socket 實作的管道來實作，

6、請解釋Nginx服務器上的Master和Worker行程分別是什么?

主程式 Master process 啟動后，通過一個 for 回圈來 接收 和 處理外部信號 ；

主行程通過 fork() 函式產生 worker 子行程 ，每個子行程執行一個 for回圈來實作Nginx服務器對事件的接收和處理 ，

7、請解釋代理中的正向代理和反向代理

首先，代理服務器一般指局域網內部的機器通過代理服務器發送請求到互聯網上的服務器，代理服 務器一般作用在客戶端，例如：GoAgent上網軟體，我們的客戶端在進行上網操作的時候，我們使 用的正是正向代理，通過正向代理的方式，在我們的客戶端運行一個軟體，將我們的HTTP請求轉發到其他不同的服務器端，實作請求的分發，

反向代理服務器作用在服務器端，它在服務器端接收客戶端的請求，然后將請求分發給具體的服務 器進行處理，然后再將服務器的相應結果反饋給客戶端，Nginx就是一個反向代理服務器軟體，

從上圖可以看出：客戶端必須設定正向代理服務器，當然前提是要知道正向代理服務器的IP地址， 還有代理程式的埠， 反向代理正好與正向代理相反，對于客戶端而言代理服務器就像是原始服務器，并且客戶端不需要進行任何特別的設定，客戶端向反向代理的命名空間（name-space）中的 內容發送普通請求，接著反向代理將判斷向何處（原始服務器）轉交請求，并將獲得的內容回傳給 客戶端，

8、解釋Nginx用途

Nginx服務器的最佳用法是在網路上部署動態HTTP內容，使用SCGI、WSGI應用程式服務器、用于腳本的FastCGI處理程式，它還可以作為負載均衡器，