Raydenm-文章

Nginx实战与应用场景详解

2024/05/07

汇总了在工作中遇到的各种 Nginx 使用场景，对这篇文章进行了细致的整理和层次分明的讲解，旨在提供简洁而深入的内容。希望这能为你提供帮助和启发！对于前端开发人员来说，Node.js 是一种熟悉的技术。虽然 Nginx 和 Node.js 在某些理念上有相似之处，比如都支持 HTTP 服务、事件驱动和异步非阻塞操作，但两者并不冲突，各有各自擅长的领域： Nginx：擅长处理底层的服务器端资源，如静态资源处理、反向代理和负载均衡。 Node.js：更擅长处理上层的具体业务逻辑。

而两者的结合可以实现更加高效和强大的应用服务架构，下面我们就来看一下。

一、Nginx 是什么？

Nginx是一个高性能的HTTP和反向代理服务器，由俄罗斯程序员Igor Sysoev于 2004 年使用 C 语言开发。它最初设计是为了应对俄罗斯大型门户网站的高流量挑战。

二、反向代理是什么？

让我们先从代理说起。Nginx 常被用作反向代理，那么什么是正向代理呢？

正向代理：客户端知道要访问的服务器地址，但服务器只知道请求来自某个代理，而不清楚具体的客户端。正向代理隐藏了真实客户端的信息。例如，当无法直接访问国外网站时，我们通过代理服务器访问特定网址。

反向代理：多个客户端向反向代理服务器发送请求，Nginx 根据一定的规则将请求转发至不同的服务器。客户端不知道具体请求将被转发至哪台服务器，反向代理隐藏了后端服务器的信息。

三、Nginx 的核心特性

Nginx包含以下七个核心特性，使它成为处理高并发和大数据量请求的理想选择：

事件驱动：Nginx采用高效的异步事件模型，利用 I/O 多路复用技术。这种模型使 Nginx 能在占用最小内存的同时处理大量并发连接。
高度可扩展：Nginx能够支持数千乃至数万个并发连接，非常适合大型网站和高并发应用。例如：为不同的虚拟主机设置不同的 worker 进程数，以增加并发处理能力 http { worker_processes auto; # 根据系统CPU核心数自动设置worker进程数 }
轻量级：相较于传统的基于进程的Web服务器（如Apache），Nginx的内存占用更低，得益于其事件驱动模型，每个连接只占用极小的内存空间。
热部署：Nginx支持热部署功能，允许在不重启服务器的情况下更新配置和模块。例如：在修改了 Nginx 配置文件后，可以快速热部署 Nginx 配置：sh代码解读复制代码sudo nginx -s reload
负载均衡：Nginx内置负载均衡功能，通过upstream模块实现客户端请求在多个后端服务器间的分配，从而提高服务的整体处理能力。以下是一个简单的upstream配置，它将请求轮询分配到三个后端服务器：

upstream backend {
    server backend1.example.com;
    server backend2.example.com;
    server backend3.example.com;
}

server {
    location / {
        proxy_pass http://backend; # 将请求转发到upstream定义的backend组
    }
}

高性能：Nginx 在多项 Web 性能测试中表现卓越，能快速处理静态文件、索引文件及代理请求。比如：配置 Nginx 作为反向代理服务器，为大型静态文件下载服务： location /files/ { alias /path/to/files/; # 设置实际文件存储路径 expires 30d; # 设置文件过期时间为30天 }
安全性：Nginx支持SSL/TLS协议，能够作为安全的Web服务器或反向代理使用。

server {
  listen 443 ssl;
  ssl_certificate /path/to/fullchain.pem; # 证书路径
  ssl_certificate_key /path/to/privatekey.pem; # 私钥路径
  ssl_protocols TLSv1.2 TLSv1.3; # 支持的SSL协议
}

四、搭建 Nginx 服务

如何安装Nginx？在 Linux 系统中，可以使用包管理器来安装 Nginx。例如，在基于 Debian 的系统上，可以使用 apt ：

sudo apt update
sudo apt install nginx

在基于 Red Hat 的系统上，可以使用 yum 或 dnf：

sudo yum install epel-release
sudo yum install nginx

在安装完成后，通常可以通过以下命令启动 Nginx 服务：

sudo systemctl start nginx

# 或设置开机自启动：

sudo systemctl enable nginx

启动成功后，在浏览器输入服务器 ip 地址或者域名，如果看到 Nginx 的默认欢迎页面，说明 Nginx 运行成功。

五、常用命令

以下是一些常用的 Nginx 脚本命令，这些脚本通常用于 Bash 环境下：

# 启动 Nginx：
nginx
# 停止 Nginx：
nginx -s stop
# 重新加载 Nginx：
nginx -s reload
# 检查 Nginx 配置文件（检查配置文件的正确性）：
nginx -t
# 查看 Nginx 版本：
nginx -v

其他常用的配合脚本命令：

# 查看进程命令：
ps -ef | grep nginx
# 查看日志，在logs目录下输入指令：
more access.log

六、配置文件构成

主要由以下几部分构成：全局块、HTTP 块、Server 块、Location 块。

全局块（Global Block）

全局块位于 Nginx 配置文件的顶部，它包含影响整个 Nginx 服务器的设置。通常，这里会配置用户和工作进程数量等信息。

# 使用哪个用户和用户组来运行 Nginx 服务
user nginx;

# 自动检测 CPU 核心数，并根据核心数设置工作进程数。
worker_processes auto;

# 指定存储 Nginx 进程 ID 的文件位置。
pid /var/run/nginx.pid;

# 设置错误日志的路径和日志记录的级别（例如 `warn` 表示警告级别）。
error_log /var/log/nginx/error.log warn;

# worker_connections定义每个worker进程可以同时打开的最大连接数 
events {   
    worker_connections 1024;  
}

HTTP 块（HTTP Block）

HTTP 块包含了与 HTTP 服务相关的配置。这里可以定义多种 Server 块、日志设置、全局 HTTP 选项等。

http {
    # 定义使用的日志格式
    log_format main '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                      '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                      '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';

    # 指定访问日志的路径，并使用自定义的日志格式 `main`。
    access_log /var/log/nginx/access.log main;

    # 引入 MIME 类型配置文件，以便正确地为不同文件类型设置 Content-Type
    include /etc/nginx/mime.types;
    default_type application/octet-stream;

    # 设置客户端保持连接的超时时间为 65 秒
    keepalive_timeout 65;

    # 开启 gzip 压缩，以减少传输数据的体积
    gzip on;
}

Server 块（Server Block）

Server 块用于定义虚拟主机，每个 Server 块对应一个网站或服务。在这里可以配置域名、监听端口以及与此域名相关的特定设置。

server {
    # 监听 80 端口，这通常是 HTTP 默认的端口
    listen 80;

    # 定义服务器的域名，可以指定多个别名
    server_name example.com www.example.com;

    # 指定网站的根目录
    root /var/www/example;

    # 定义默认首页文件，当用户请求根路径时会加载这些文件
    index index.html index.htm;

    # 指定自定义的 404 错误页面
    error_page 404 /404.html;

    # 为该服务器定义专用的访问日志
    access_log /var/log/nginx/example_access.log main;

    # 处理根路径的请求，这里使用 `try_files` 尝试匹配文件或目录，如果无法匹配则返回 404
    location / {
        try_files $uri $uri/ =404;
    }

    # 为 `/images/` 路径下的静态资源配置缓存策略，让这些资源在客户端缓存 30 天
    location /images/ {
        expires 30d;
    }
}

Location 块（Location Block）

Location 块用于匹配客户端请求的 URL 路径，并根据匹配结果执行特定的配置。Location 块可以包含在 Server 块中，也可以嵌套在其他 Location 块中。

location / {
    # 尝试查找文件或目录，若找不到则返回404
    try_files $uri $uri/ =404;
}

location /images/ {
    # 设置静态文件的缓存时间
    expires 30d;
}

location /api/ {
    # 反向代理，将请求转发到其他服务器
    proxy_pass http://backend_server;
    proxy_set_header Host $host;
    proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
    proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
}

location /：默认的路径匹配，用于处理根路径请求。
location /images/：匹配所有 /images/ 开头的请求，主要用于处理静态资源。
location /api/：匹配所有 /api/ 开头的请求，并将这些请求反向代理到后端服务器 http://backend_server。