001-nginx基礎

1. 基礎知識

1.1 基本配置

main                                # 全域配置

events {                            # nginx 作業模式配置
}

http {                                # http 設定
    ....
    server {                        # 服務器主機配置
        ....
        location {                    # 路由配置
            ....
        }
        location path {
            ....
        }
        location otherpath {
            ....
        }
    }

    server {
        ....
        location {
            ....
        }
    }

    upstream name {                    # 負載均衡配置
        ....
    }
}

如果想要生成 nginx 規范配置，可以參考nginxconfig.io

下面是 nginx 一些配置中常用的內置全域變數，你可以在配置的任何位置使用它們，

1.2 location 匹配規則

語法規則：location [=|~|~*|^~] /uri/ { … }

前綴匹配時，Nginx 不對 url 做編碼，因此請求為 /static/20%/aa，可以被規則 ^~ /static/ /aa 匹配到（注意是空格）

多個 location 配置的情況下匹配順序為:

• 首先精確匹配 =
• 其次前綴匹配 ^~
• 其次是按檔案中順序的正則匹配
• 然后匹配不帶任何修飾的前綴匹配，
• 最后是交給 / 通用匹配
• 當有匹配成功時候，停止匹配，按當前匹配規則處理請求

意：前綴匹配，如果有包含關系時，按最大匹配原則進行匹配，比如在前綴匹配：location /dir01 與 location /dir01/dir02，如有請求 http://localhost/dir01/dir02/file 將最終匹配到 location /dir01/dir02

例子，有如下匹配規則：

location = / {
   echo "規則 A";
}
location = /login {
   echo "規則 B";
}
location ^~ /static/ {
   echo "規則 C";
}
location ^~ /static/files {
    echo "規則 X";
}
location ~ \.(gif|jpg|png|js|css)$ {
   echo "規則 D";
}
location ~* \.png$ {
   echo "規則 E";
}
location /img {
    echo "規則 Y";
}
location / {
   echo "規則 F";
}

那么產生的效果如下：

• 訪問根目錄 /，比如 http://localhost/ 將匹配 規則 A
• 訪問 http://localhost/login 將匹配 規則 B，http://localhost/register 則匹配 規則 F
• 訪問 http://localhost/static/a.html 將匹配 規則 C
• 訪問 http://localhost/static/files/a.exe 將匹配 規則 X，雖然 規則 C 也能匹配到，但因為最大匹配原則，最終選中了 規則 X，你可以測驗下，去掉規則 X ，則當前 URL 會匹配上 規則 C，
• 訪問 http://localhost/a.gif, http://localhost/b.jpg 將匹配 規則 D 和 規則 E ，但是 規則 D 順序優先，規則 E 不起作用，而 http://localhost/static/c.png 則優先匹配到 規則 C
• 訪問 http://localhost/a.PNG 則匹配 規則 E ，而不會匹配 規則 D ，因為 規則 E 不區分大小寫，
• 訪問 http://localhost/img/a.gif 會匹配上 規則 D, 雖然 規則 Y 也可以匹配上，但是因為正則匹配優先，而忽略了 規則 Y，
• 訪問 http://localhost/img/a.tiff 會匹配上 規則 Y，

訪問 http://localhost/category/id/1111 則最終匹配到規則 F ，因為以上規則都不匹配，這個時候應該是 Nginx 轉發請求給后端應用服務器，比如 FastCGI（php），tomcat（jsp），Nginx 作為反向代理服務器存在，

理解 Nginx 中 Server 和 Location 的匹配邏輯

1.3 nginx 日志

Nginx 日志主要有兩種：access_log(訪問日志) 和 error_log(錯誤日志)，

1.3.1 access_log 訪問日志

access_log 主要記錄客戶端訪問 Nginx 的每一個請求，格式可以自定義，通過 access_log 你可以得到用戶地域來源、跳轉來源、使用終端、某個 URL 訪問量等相關資訊，

nginx log 檔案默認地址 /var/log/nginx/;

log_format 指令用于定義日志的格式，語法: log_format name string; 其中 name 表示格式名稱，string 表示定義的格式字串，log_format 有一個默認的無需設定的組合日志格式，

默認的無需設定的組合日志格式

log_format combined '$remote_addr - $remote_user  [$time_local]  '
                    ' "$request"  $status  $body_bytes_sent  '
                    ' "$http_referer"  "$http_user_agent" ';

access_log 指令用來指定訪問日志檔案的存放路徑（包含日志檔案名）、格式和快取大小，語法：access_log path [format_name [buffer=size | off]]; 其中 path 表示訪問日志存放路徑，format_name 表示訪問日志格式名稱，buffer 表示快取大小，off 表示關閉訪問日志，

log_format 使用示例：在 access.log 中記錄客戶端 IP 地址、請求狀態和請求時間

log_format myformat '$remote_addr  $status  $time_local';
access_log logs/access.log  myformat;

需要注意的是：log_format 配置必須放在 http 內，否則會出現警告，Nginx 行程設定的用戶和組必須對日志路徑有創建檔案的權限，否則，會報錯，

定義日志使用的欄位及其作用：

1.3.2 error_log 錯誤日志

error_log 主要記錄客戶端訪問 Nginx 出錯時的日志，格式不支持自定義，通過查看錯誤日志，你可以得到系統某個服務或 server 的性能瓶頸等，因此，將日志利用好，你可以得到很多有價值的資訊，

error_log 指令用來指定錯誤日志，語法: error_log path [level]; 其中 path 表示錯誤日志存放路徑，level 表示錯誤日志等級，日志等級包括 debug、info、notice、warn、error、crit、alert、emerg，從左至右，日志詳細程度逐級遞減，即 debug 最詳細，emerg 最少，默認為 error，

注意：error_log off 并不能關閉錯誤日志記錄，此時日志資訊會被寫入到檔案名為 off 的檔案當中，如果要關閉錯誤日志記錄，可以使用如下配置：

Linux 系統把存盤位置設定為空設備

error_log /dev/null;

http {
    # ...
}

Windows 系統把存盤位置設定為空設備

error_log nul;

http {
    # ...
}

另外 Linux 系統可以使用 tail 命令方便的查閱正在改變的檔案, tail -f filename 會把 filename 里最尾部的內容顯示在螢屏上, 并且不斷重繪, 使你看到最新的檔案內容，Windows 系統沒有這個命令，你可以在網上找到動態查看檔案的工具，

1.4 nginx 負載均衡

Upstream 指定后端服務器地址串列，在 server 中攔截回應請求，并將請求轉發到 Upstream 中配置的服務器串列，

upstream balanceServer {
    server 10.1.22.33:12345;
    server 10.1.22.34:12345;
    server 10.1.22.35:12345;
}

server {
    server_name  fe.server.com;
    listen 80;
    location /api {
    	### 轉發到指定服務器或url
        proxy_pass http://balanceServer;
    }
}

上面的配置只是指定了 nginx 需要轉發的服務端串列，并沒有指定分配策略，

默認情況下采用的是輪詢策略，將所有客戶端請求輪詢分配給服務端，這種策略是可以正常作業的，但是如果其中某一臺服務器壓力太大，出現延遲，會影響所有分配在這臺服務器下的用戶，

1.5 nginx 常用命令

# 快速關閉 Nginx，可能不保存相關資訊，并迅速終止 web 服務
nginx -s stop
# 平穩關閉 Nginx，保存相關資訊，有安排的結束 web 服務
nginx -s quit
# 因改變了 Nginx 相關配置，需要重新加載配置而多載
nginx -s reload
# 重新打開日志檔案
nginx -s reopen
# 為 Nginx 指定一個組態檔，來代替預設的
nginx -c filename
# 不運行，而僅僅測驗組態檔，nginx 將檢查組態檔的語法的正確性，并嘗試打開組態檔中所參考到的檔案
nginx -t
#  顯示 nginx 的版本
nginx -v
# 顯示 nginx 的版本，編譯器版本和配置引數
nginx -V
# 格式換顯示 nginx 配置引數
2>&1 nginx -V | xargs -n1
2>&1 nginx -V | xargs -n1 | grep lua

2. 反向代理

location / {  
    ### 反向代理的地址
    proxy_pass http://localhost:8080/web/;  
    #以下三個proxy_set_header配置項是重點  
    proxy_set_header Host $host;  
    proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;  
    proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;  
}

proxy_set_header：讓后端服務器能獲取到前端用戶真實IP，而不只是代理服務器的IP，配置示例如下（還需將后端Apache日志格式中的%h替換為%{X-Real-IP}i）：

client_body_buffer_size：客戶端請求主體緩沖區大小

proxy_connect_timeout：代理服務器和后端真實服務器握手連接超時時間

proxy_send_timeout：后端服務器回傳資料給Nginx的時間，需要在設定的時間范圍內發送完所有資料，否則Nginx將斷開連接

proxy_read_timeout：代理服務器和后端服務器連接成功后，等待后端服務器回應時間

3. 負載均衡

3.1 常用引數

server：負載均衡后端服務器的IP或域名，不寫埠的話默認是80，高并發場景用域名，再通過DNS進行負載均衡

weight：后端服務器權重，默認為1，權重越大接收的請求越多，例：weight=5

max_fails：檢查節點的健康狀態并允許請求失敗的次數，達到該次數就將節點下線，默認為1，0表示禁止失敗嘗試，例：max_fails=2

fail_timeout：max_fails失敗次數達到限制后暫停該節點服務的時間，默認是10秒，例：fail_timeout=10s

backup：熱備配置，當服務池中所有服務器均出現問題后會自動上線backup服務器

d****own：標志服務器不可用，不參與負載均衡，這個引數通常配合IP_HASH使用

max_conns：限制最大連接數，通常對后端服務器硬體不一致的情況進行配置

upstream linuxe_backend {
  server 192.168.1.110 down;  #該節點不可用
  server 192.168.1.120 backup;  #其他節點掛了后該節點自動上線
  server 192.168.1.130 max_failes=1 fail_timeout=10s weight-5;
  server backend1.linuxe.cn 8080 weight=3
}

3.2 默認的調度演算法

1. 輪詢（默認）；
2. 加權輪詢；
3. IP HASH；

3.3 實體

加權輪詢：

http {      
    upstream  myserver{        
        server 192.168.1.100 weight=3;        #指定后端服務器地址，權重為3
        server 192.168.1.110;      
    }
 
    server {
        listen 80;
        server name www.myserver.com;
        location / {
            proxy_pass http://myserver;        
        }
    }

IP HASH:

upstream myserver {
    ip_hash;        #采用IP HASH演算法
    server 192.168.1.100;
    server 192.168.1.110;
    server 192.168.1.120;
}

URL HASH:

upstream myserver {
    hash $request_uri;    
    server 192.168.1.100;
    server 192.168.1.110;
    server 192.168.1.120;
}

連接數輪詢：

http{ 
  upstream sampleapp { 
    least_conn; 
    server <<dns entry or IP Address(optional with port)>>; 
    server <<another dns entry or IP Address(optional with port)>>; 
  } 
  .... 
  server{ 
    listen 80; 
    ... 
    location / { 
     proxy_pass http://sampleapp; 
    }  
	}

4. Nginx location 和 proxy_pass路徑配置詳解

見檔案 Nginx location 和 proxy_pass路徑配置詳解

proxy_pass，如果和location 都加了/,lcoation 里的前綴會被去掉，參考檔案 proxy_pass詳解；

1. 當在后面的 upstram_name 后面出現了 /，相當于是絕對根路徑，則 nginx 不會把 location 中匹配的路徑部分代理走;
2. 如果沒有 /，則會把匹配的路徑部分也給代理走；

參考文章

[1] nginx documentation

[2] 前端開發者必備的 nginx 知識

[3] 百萬并發下 Nginx 的優化之道

[4] agentzh 的 Nginx 教程

[5] OpenResty 最佳實踐

[6] Nginx 核心知識 100 講

[7] 極客時間：nginx 核心知識 100 講組態檔與代碼分享

[8] OpenResty 從入門到實戰

[9] Nginx 基礎知識從小白到入門

[10] 【Nginx配置】使用upstream和proxy_pass實作反向代理與負載均衡

[11] Nginx location 和 proxy_pass路徑配置詳解

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