一、 概述

Nginx 是開源、高性能、高可靠的 Web服務(wù)器 和反向代理服務(wù)器，而且支持熱部署，幾乎可以做到 7 * 24 小時(shí)不間斷運(yùn)行，即使運(yùn)行幾個(gè)月也不需要重新啟動(dòng)，還能在不間斷服務(wù)的情況下對(duì)軟件版本進(jìn)行熱更新。

性能是 Nginx 最重要的考量，其占用內(nèi)存少、并發(fā)能力強(qiáng)、能支持高達(dá) 5w 個(gè)并發(fā)連接數(shù)，最重要的是， Nginx 是免費(fèi)的并可以商業(yè)化，配置使用也比較簡(jiǎn)單。

1.1 Nginx 特點(diǎn)

• 高并發(fā)、高性能；
• 模塊化架構(gòu)使得它的擴(kuò)展性非常好；
• 異步非阻塞的事件驅(qū)動(dòng)模型（epoll）這點(diǎn)和 Node.js 相似；
• 相對(duì)于其它服務(wù)器來(lái)說(shuō)它可以連續(xù)幾個(gè)月甚至更長(zhǎng)而不需要重啟服務(wù)器使得它具有高可靠性；
• 熱部署、平滑升級(jí)；
• 完全開源，生態(tài)繁榮。

1.2 Nginx 作用

• http服務(wù)器。Nginx可以獨(dú)立提供http服務(wù)。可做網(wǎng)頁(yè)靜態(tài)服務(wù)器。
• 虛擬主機(jī)。可以實(shí)現(xiàn)在一臺(tái)服務(wù)器虛擬出多個(gè)虛擬服務(wù)器。
• 反向代理，負(fù)載均衡。當(dāng)網(wǎng)站的訪問(wèn)量達(dá)到一定程度后，單臺(tái)服務(wù)器不能滿足用戶的請(qǐng)求時(shí)，需要用多臺(tái)服務(wù)器集群可以使用nginx做反向代理。并且多臺(tái)服務(wù)器可以平均分擔(dān)負(fù)載，不會(huì)應(yīng)為某臺(tái)服務(wù)器負(fù)載高宕機(jī)而某臺(tái)服務(wù)器閑置的情況。
• nginx 中也可以配置安全管理、比如可以使用Nginx搭建API接口網(wǎng)關(guān),對(duì)每個(gè)接口服務(wù)進(jìn)行攔截。

Nginx 是一個(gè)高性能的 HTTP 和 反向代理 服務(wù)器，也是一個(gè) IMAP/POP3/SMTP 代理服務(wù)器。它的工作原理主要基于 事件驅(qū)動(dòng)架構(gòu) 和 異步非阻塞 I/O 模型，使其能夠高效處理大量并發(fā)連接。以下是 Nginx 的核心工作原理：

1.3 Nginx工作原理

1. 事件驅(qū)動(dòng)架構(gòu)（Event-Driven）

Nginx 采用 事件驅(qū)動(dòng) 模型（如 epoll、kqueue），而不是傳統(tǒng)的多線程/多進(jìn)程模型（如 Apache 的 prefork）。

優(yōu)勢(shì)：

• 單個(gè)工作進(jìn)程可以處理數(shù)千個(gè)并發(fā)連接，減少上下文切換和內(nèi)存開銷。
• 通過(guò)事件循環(huán)（Event Loop）監(jiān)聽文件描述符（如 Socket），當(dāng)數(shù)據(jù)就緒時(shí)觸發(fā)回調(diào)函數(shù)，避免阻塞。

2. 多進(jìn)程模型（Master-Worker）

Nginx 啟動(dòng)時(shí)分為兩類進(jìn)程：

Master 進(jìn)程：

• 負(fù)責(zé)讀取配置文件、管理 Worker 進(jìn)程（啟動(dòng)、停止、重載配置）。
• 不直接處理客戶端請(qǐng)求。

Worker 進(jìn)程：

• 實(shí)際處理請(qǐng)求的進(jìn)程（數(shù)量可配置，通常與 CPU 核心數(shù)相同）。
• 每個(gè) Worker 是獨(dú)立的，通過(guò)事件驅(qū)動(dòng)機(jī)制高效處理并發(fā)連接。

優(yōu)勢(shì)：

• Worker 進(jìn)程崩潰時(shí)，Master 可以快速重啟新的 Worker，提高穩(wěn)定性。
• 多 Worker 利用多核 CPU，避免線程競(jìng)爭(zhēng)。

3. 異步非阻塞 I/O

Nginx 使用 非阻塞 I/O 操作：

• 當(dāng) Worker 處理一個(gè)請(qǐng)求時(shí)，如果遇到 I/O 操作（如讀取文件、訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)），不會(huì)等待完成，而是立即處理其他請(qǐng)求。
• I/O 操作完成后，通過(guò)事件通知（如 epoll）觸發(fā)回調(diào)繼續(xù)處理。

對(duì)比傳統(tǒng)阻塞模型：

• Apache 的每個(gè)連接可能需要一個(gè)線程/進(jìn)程，高并發(fā)時(shí)資源消耗大。
• Nginx 的 Worker 僅在 CPU 計(jì)算時(shí)占用資源，I/O 等待時(shí)不阻塞。

4. 請(qǐng)求處理流程

接收請(qǐng)求：

• Worker 通過(guò)監(jiān)聽端口（如 80）接收客戶端連接。

解析請(qǐng)求：

• 解析 HTTP 頭部，確定 Host、URL、方法（GET/POST）等。

匹配 Location：

• 根據(jù)配置文件中的 server 和 location 塊匹配請(qǐng)求。

處理靜態(tài)/動(dòng)態(tài)內(nèi)容：

• 靜態(tài)文件：直接讀取文件并返回（高效，默認(rèn)開啟 sendfile 零拷貝）。
• 動(dòng)態(tài)請(qǐng)求：通過(guò)反向代理（如 FastCGI、uWSGI）轉(zhuǎn)發(fā)到后端服務(wù)（如 PHP、Python）。

返回響應(yīng)：

• 組裝 HTTP 響應(yīng)，通過(guò)非阻塞 I/O 發(fā)送給客戶端。

5. 高性能關(guān)鍵設(shè)計(jì)

• 零拷貝（sendfile）：靜態(tài)文件直接從磁盤發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)，無(wú)需經(jīng)過(guò)應(yīng)用層緩沖區(qū)。
• 連接復(fù)用（Keepalive）：減少 TCP 握手/揮手的開銷。
• 內(nèi)存池：減少頻繁的內(nèi)存分配/釋放，提高內(nèi)存管理效率。
• 負(fù)載均衡：作為反向代理時(shí)，支持輪詢、IP Hash、加權(quán)分配等算法。

6. 擴(kuò)展性

• 模塊化設(shè)計(jì)：核心功能（如 HTTP、Mail）和第三方模塊（如 Lua、WebSocket）可動(dòng)態(tài)加載。
• 熱部署：修改配置后，通過(guò) nginx -s reload 平滑重啟，不中斷現(xiàn)有連接。

總結(jié)：

Nginx 的高性能源于：

1. 事件驅(qū)動(dòng) + 非阻塞 I/O：用少量進(jìn)程處理高并發(fā)。
2. 多進(jìn)程隔離：避免單點(diǎn)故障，利用多核 CPU。
3. 高效內(nèi)存/文件處理：零拷貝、內(nèi)存池等優(yōu)化。

適合場(chǎng)景：靜態(tài)資源服務(wù)、反向代理、負(fù)載均衡、API 網(wǎng)關(guān)等。

二、Nginx服務(wù)搭建

2.1 Ningx安裝

2.1.1 yum安裝

yum 安裝默認(rèn)安裝在

[root@nginx1~]#yum install -y nginx
##驗(yàn)證安裝結(jié)果
[root@nginx1~]#rpm -q nginx
nginx-1.20.1-7.el7.x86_64

2.1.2 編譯安裝

[root@bogon ~]# tar xf nginx-1.25.3.tar.gz 
[root@bogon ~]# ls
anaconda-ks.cfg  ceph-release-1-1.el7.noarch.rpm  nginx-1.25.3  nginx-1.25.3.tar.gz
[root@bogon ~]# yum install -y pcre-devel
[root@bogon ~]# yum install -y zlib-devel
[root@bogon ~]# cd nginx-1.25.3
[root@bogon nginx-1.25.3]# ./configure --prefix=/usr/local/nginx
checking for OS
 + Linux 3.10.0-1160.el7.x86_64 x86_64
checking for C compiler ... found
 + using GNU C compiler
 + gcc version: 4.8.5 20150623 (Red Hat 4.8.5-44) (GCC) 

三、Nginx服務(wù)平滑升級(jí)

3.1 Nginx添加新模塊

在已編譯安裝Nginx的基礎(chǔ)上添加–with-http_image_filter_module模塊。

（1）進(jìn)入Nginx解壓目錄

[root@bogon nginx-1.25.3]# /usr/local/nginx/sbin/nginx -V
nginx version: nginx/1.25.3
built by gcc 4.8.5 20150623 (Red Hat 4.8.5-44) (GCC) 
configure arguments: --prefix=/usr/local/nginx

（2）添加–with-http_image_filter_module模塊。

[root@bogon nginx-1.25.3]# /usr/local/nginx/sbin/nginx -V
nginx version: nginx/1.25.3
built by gcc 4.8.5 20150623 (Red Hat 4.8.5-44) (GCC) 
configure arguments: --prefix=/usr/local/nginx  –with-http_image_filter_module

[root@bogon nginx-1.25.3]# make

備份原Nginx二進(jìn)制文件

[root@bogon nginx-1.25.3]# mv /usr/local/nginx/sbin/nginx /usr/local/nginx/sbin/nginx.bak

復(fù)制新的nginx二進(jìn)制文件，進(jìn)入新的nginx源碼包

[root@bogon nginx-1.25.3]# cp /root/nginx-1.25.3/objs/nginx /usr/local/nginx/sbin/nginx

測(cè)試新版本的nginx是否正常

[root@bogon nginx-1.25.3]# /usr/local/nginx/sbin/nginx -t
nginx: the configuration file /usr/local/nginx/conf/nginx.conf syntax is ok
nginx: configuration file /usr/local/nginx/conf/nginx.conf test is successful

3.2 Nginx版本升級(jí)

1.25版本------>1.27版本

#解壓新版本
[root@bogon ~]# tar zxf  nginx-1.27.3.tar.gz -C /usr/local/
[root@bogon ~]# cd /usr/local/nginx-1.27.3/
[root@bogon nginx-1.27.3]# ./configure --prefix=/usr/local/nginx
checking for OS
 + Linux 3.10.0-1160.el7.x86_64 x86_64
checking for C compiler ... found
#進(jìn)行編譯
#注意：這里不能進(jìn)行，make install 操作，否則將會(huì)被覆蓋，可能會(huì)影響線上業(yè)務(wù)。
[root@bogon nginx-1.27.3]# make 
#拷貝Nginx1.27版本的二進(jìn)制文件到1.25版本
[root@bogon ~]# mv /usr/local/nginx/sbin/nginx /usr/local/nginx/sbin/nginx.bak  #先備份一份
[root@bogon ~]# cp /usr/local/nginx-1.18.0/objs/nginx /usr/local/nginx/sbin/
#啟動(dòng)新的主進(jìn)程，查看升級(jí)后的版本
[root@bogon ~]# kill -USR2 $(cat /usr/local/nginx/logs/nginx.pid)
#查看升級(jí)后的版本
[root@bogon ~]# /usr/local/nginx/sbin/nginx -V

四、Nginx服務(wù)反向代理

概述

什么是反向代理

反向代理代理的是服務(wù)端

反向代理：（reverse proxy），指的是代理外網(wǎng)用戶的請(qǐng)求到內(nèi)部的指定的服務(wù)器，并將數(shù)據(jù)返回給用戶的一種方式

客戶端不直接與后端服務(wù)器進(jìn)行通信，而是與反向代理服務(wù)器進(jìn)行通信,隱藏了后端服務(wù)器的 IP 地址

4.1反向代理實(shí)戰(zhàn)

• 反向代理服務(wù)器 192.168.49.134
• 主機(jī) 192.168.49.135
• 服務(wù)器 192.168.49.136

要求主機(jī)訪問(wèn)反向代理服務(wù)器時(shí)，其實(shí)是去找服務(wù)器，隱藏服務(wù)器ip地址

反向代理服務(wù)器 安裝nginx 配置好文件

在nginx.conf中配置

 server {
        listen       80;
        server_name  localhost;

        location / {
            proxy_pass http://192.168.49.136;
        }
        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        location = /50x.html {
            root   html;
        }
#測(cè)試nginx
nginx -t
#重新加載
nginx -s reload

五、Nginx服務(wù)負(fù)載均衡

服務(wù)端 192.168.49.136 ；客戶端 192.168.49.135

• 代理端 192.168.49.134
• 反向代理實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡配置：
• NGINX的負(fù)載均衡原理是基于反向代理和事件驅(qū)動(dòng)的機(jī)制。

當(dāng)客戶端發(fā)送請(qǐng)求時(shí)，NGINX作為反向代理服務(wù)器接收請(qǐng)求，并根據(jù)配置的負(fù)載均衡算法將請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)到后端的多個(gè)服務(wù)器上，實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡。

常見配置參數(shù)

location / {
        proxy_pass http://192.168.49.136;
        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 X-Forwarded-Proto $scheme;
}

輪詢實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡配置：

upstream group1{
    server 192.164.49.134;
    server 192.164.49.136;
    }
    location / {
    pass_proxy http://group1;
}


nginx -t
nginx -s reload
#重新加載

總結(jié)

以上為個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，希望能給大家一個(gè)參考，也希望大家多多支持腳本之家。