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nginx介绍及其原理 nginx介绍及其原理

分类: IT文章 • 2022-03-22 10:45:28

nginx介绍及其原理 nginx介绍及其原理

nginx是一款轻量级的Web服务器/反向代理服务器及电子邮件（IMAP/POP3）代理服务器，并在一个BSD-like协议下发行。

nginx由俄罗斯程序设计师lgor Sysoev所开发，最初供俄国大型的入口网站及搜寻引擎Rambler使用。

第一个公开版本0.1.0发布于2004年10月4日。其将源码以类BSD许可证的形式发布，因它的稳定性、丰富的功能集、实列配置文件和低系统资源的消耗而闻名。2011年6月1日，nginx 1.0.4发布

nginx的特点是占有较小内存少，并发能力强，事实上nginx的并发能力确实在同类型的网页服务器中表现较好，*使用nginx网站用户有：百度、京东、新浪、网易、腾讯等。

2、nginx的优点和缺点

2.1、nginx的特性

nginx是一个很牛的高性能web和方向代理服务器，它具有很多非常优越的特性：

  • 在高连接的并发的情况下，nginx是Apache服务器不错的替代品，能够支持高达50000个并发连接数的响应。
  • 使用epoll and kqueue作为开发模型
  • nginx作为负载均衡服务器：nginx既可以在内部直接支持和PHP程序对外进行服务，也可以支持作为HTTP代理服务器对外进行服务
  • nginx采用C进行编写，不论系统资源开销还是CPU使用率都比Perlbal要好很多

2.2、nginx的优点

  • 高并发连接：官方测试能够支撑5万并发连接，在实际生产环境中跑到2-3万并发连接数
  • 内存消耗少：在3万并发连接下，开启的10个nginx进程才消耗150M内存
  • 配置非常简单：风格跟程序一样通俗易懂
  • 成本低廉
  • 支持Rewrite重写规则：能够根据域名、URL的不同，将HTTP请求分到不同的后端服务群组
  • 内置的健康检查功能：如果Nginx Proxy后端的某Web服务器出问题，不会影响前端的访问
  • 节省宽带
  • 稳定性高
  • 模块化设计：模块可以动态编译
  • 外围支持好：文档全、二次开发模块较多
  • 支持热部署：可以不停重载配置文件
  • 支持驱动、AIO、mmap等性能优化

3、nginx的功能及其应用类别

3.1、nginx的基本功能

  • 静态资源的web服务器，能缓存打开的文件描述符
  • http、smtp、pop3协议的反向代理服务器
  • 缓存加速、负载均衡
  • 支持FastCGI，uWSGI等
  • 模块化，过滤zip、SSI及图像的大小调整
  • 支持SSL

3.2、nginx的扩展功能

  • 基于名称和Ip的虚拟机
  • 支持keepalive
  • 支持平滑升级
  • 定制访问日志、支持使用日志缓冲区提高日志存储性能
  • 支持URL重写
  • 支持路径别名
  • 支持基于IP及用户的访问控制
  • 支持速率限制，支持并发数限制

3.3、nginx的应用类别

  • 使用nginx结合FastCGI运行PHP、JSP、Perl等程序
  • 使用nginx作反向代理、负载均衡、规则过滤
  • 使用nginx运行静态HTML网页、图片
  • nginx与其他的新技术结合应用

4、nginx的模块和工作原理

ngin由内核模块组成。其中，内核的设计非常微小和简洁，完成的工作也非常简单，仅仅通过查找配置文件将客户端请求映射到一个location block,而在这个location中所配置的每个指令将会启动不同模块去完成相应工作。

4.1、nginx的模块分类

nginx的模块从结构上分为核心模块、基础模块和第三方模块

  • HTTP模块、EVENT模块和MAIL模块等属于核心模块
  • HTTP Access模块、HTTP FastCGI模块、HTTP Proxy模块和HTTP Access Key模块属于第三方

nginx模块从功能上分为三类，分别是：

  • Handlers(处理模块)。此类模块直接处理请求，并且进行输出内容和修改headers信息等操作。handers处理器模块一般只有一个
  • Filters(过滤模块)。此类模块主要对其他处理器模块输出内容进行修改操作，最后由nginx输出
  • Proxies(代理器模块)。就是nginx的HTTP Upstream之类的模块，这类模块一般主要与后端一些服务比如fastcgi等操作交互，实现服务代理和负载均衡等功能

nginx模块分为：核心模块、事件模块、标准模块、可选Http模块、邮件模块、第三方模块和补丁等

  • nginx基本模块：所谓基本模块，就是值nginx的功能模块，他们提供指令，允许你使用定义nginx基本功能的变量，在编译时不能被禁用，包括：
    • 核心模块：基本功能指令
    • 事件模块：nginx网络使用能力
    • 配置模块：提供包含机制

4.2、nginx的工作原理

nginx的模块直接编译进ngin,因此属于静态编译方式。

启动nginx后，nginx的模块被自动加载，与Apache不一样，首先将模块编译为一个so文件，然后在配置文件中指定是否进行加载。

在解析配置文件时，nginx 的每个模块都有可能去处理某个请求，但同一个处理请求只能一个模块来完成。

nginx的进程架构：

启动nginx时，会启动一个Master进程，这个进程不处理任何客户端的请求，主要来产生worker进程，一个worker线程用来处理n个request。

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下图演示了nginx模块一次常规的HTTP请求和响应过程

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