2萬字長文詳解Nginx
早期的業(yè)務都是基于單體節(jié)點部署，由于前期訪問流量不大，因此單體結構也可滿足需求，但隨著業(yè)務增長，流量也越來越大，那么最終單臺服務器受到的訪問壓力也會逐步增高。時間一長，單臺服務器性能無法跟上業(yè)務增長，就會造成線上頻繁宕機的現(xiàn)象發(fā)生，最終導致系統(tǒng)癱瘓無法繼續(xù)處理用戶的請求。
“從上面的描述中，主要存在兩個問題：①單體結構的部署方式無法承載日益增長的業(yè)務流量。②當后端節(jié)點宕機后，整個系統(tǒng)會陷入癱瘓，導致整個項目不可用。
因此在這種背景下，引入負載均衡技術可帶來的收益：
「系統(tǒng)的高可用：」?當某個節(jié)點宕機后可以迅速將流量轉移至其他節(jié)點。
「系統(tǒng)的高性能：」?多臺服務器共同對外提供服務，為整個系統(tǒng)提供了更高規(guī)模的吞吐。
「系統(tǒng)的拓展性：」?當業(yè)務再次出現(xiàn)增長或萎靡時，可再加入/減少節(jié)點，靈活伸縮。
OK~，既然引入負載均衡技術可給我們帶來如此巨大的好處，那么又有那些方案可供選擇呢？主要有兩種負載方案，「「硬件層面與軟件層面」」?，比較常用的硬件負載器有A10、F5等，但這些機器動輒大幾萬乃至幾十萬的成本，因此一般大型企業(yè)會采用該方案，如銀行、國企、央企等。而成本有限，但依舊想做負載均衡的項目，那么可在軟件層面實現(xiàn)，如典型的Nginx等，軟件層的負載也是本文的重點，畢竟Boss們的準則之一就是：「「能靠技術實現(xiàn)的就盡量不花錢?！埂?/strong>
“當然，如果你認為本文對你而言有幫助，記得點贊、收藏、關注三連噢！
一、性能怪獸-Nginx概念深入淺出
Nginx是目前負載均衡技術中的主流方案，幾乎絕大部分項目都會使用它，Nginx是一個輕量級的高性能HTTP反向代理服務器，同時它也是一個通用類型的代理服務器，支持絕大部分協(xié)議，如TCP、UDP、SMTP、HTTPS等。
Nginx與Redis相同，都是基于多路復用模型構建出的產(chǎn)物，因此它與Redis同樣具備?「「資源占用少、并發(fā)支持高」」?的特點，在理論上單節(jié)點的Nginx同時支持5W并發(fā)連接，而實際生產(chǎn)環(huán)境中，硬件基礎到位再結合簡單調優(yōu)后確實能達到該數(shù)值。
先來看看Nginx引入前后，客戶端請求處理流程的對比：
原本客戶端是直接請求目標服務器，由目標服務器直接完成請求處理工作，但加入Nginx后，所有的請求會先經(jīng)過Nginx，再由其進行分發(fā)到具體的服務器處理，處理完成后再返回Nginx，最后由Nginx將最終的響應結果返回給客戶端。
了解了Nginx的基本概念后，再來快速搭建一下環(huán)境，以及了解一些Nginx的高級特性，如動靜分離、資源壓縮、緩存配置、IP黑名單、高可用保障等。
二、Nginx環(huán)境搭建
?首先創(chuàng)建Nginx的目錄并進入：
[root@localhost]#?mkdir?/soft?&&?mkdir?/soft/nginx/??
[root@localhost]#?cd?/soft/nginx/??
?下載Nginx的安裝包，可以通過FTP工具上傳離線環(huán)境包，也可通過wget命令在線獲取安裝包：
[root@localhost]#?wget?https://nginx.org/download/nginx-1.21.6.tar.gz??
沒有wget命令的可通過yum命令安裝：
[root@localhost]#?yum?-y?install?wget??
?解壓Nginx的壓縮包：
[root@localhost]#?tar?-xvzf?nginx-1.21.6.tar.gz??
?下載并安裝Nginx所需的依賴庫和包：
[root@localhost]#?yum?install?--downloadonly?--downloaddir=/soft/nginx/?gcc-c++??
[root@localhost]#?yum?install?--downloadonly?--downloaddir=/soft/nginx/?pcre?pcre-devel4??
[root@localhost]#?yum?install?--downloadonly?--downloaddir=/soft/nginx/?zlib?zlib-devel??
[root@localhost]#?yum?install?--downloadonly?--downloaddir=/soft/nginx/?openssl?openssl-devel?
也可以通過yum命令一鍵下載（推薦上面哪種方式）：
[root@localhost]#?yum?-y?install?gcc?zlib?zlib-devel?pcre-devel?openssl?openssl-devel??
執(zhí)行完成后，然后ls查看目錄文件，會看一大堆依賴：
緊接著通過rpm命令依次將依賴包一個個構建，或者通過如下指令一鍵安裝所有依賴包：
[root@localhost]#?rpm?-ivh?--nodeps?*.rpm??
?進入解壓后的nginx目錄，然后執(zhí)行Nginx的配置腳本，為后續(xù)的安裝提前配置好環(huán)境，默認位于/usr/local/nginx/目錄下（可自定義目錄）：
[root@localhost]#?cd?nginx-1.21.6??
[root@localhost]#?./configure?--prefix=/soft/nginx/??
?編譯并安裝Nginx：
[root@localhost]#?make?&&?make?install??
?最后回到前面的/soft/nginx/目錄，輸入ls即可看見安裝nginx完成后生成的文件。
?修改安裝后生成的conf目錄下的nginx.conf配置文件：
[root@localhost]#?vi?conf/nginx.conf??
????修改端口號：listen ?? 80;??
?修改IP地址：server_name ?你當前機器的本地IP(線上配置域名);??
?制定配置文件并啟動Nginx：
[root@localhost]#?sbin/nginx?-c?conf/nginx.conf??
[root@localhost]#?ps?aux?|?grep?nginx??
Nginx其他操作命令：
sbin/nginx?-t?-c?conf/nginx.conf?#?檢測配置文件是否正常??
sbin/nginx?-s?reload?-c?conf/nginx.conf?#?修改配置后平滑重啟??
sbin/nginx?-s?quit?#?優(yōu)雅關閉Nginx，會在執(zhí)行完當前的任務后再退出??
sbin/nginx?-s?stop?#?強制終止Nginx，不管當前是否有任務在執(zhí)行??
?開放80端口，并更新防火墻：
[root@localhost]#?firewall-cmd?--zone=public?--add-port=80/tcp?--permanent??
[root@localhost]#?firewall-cmd?--reload??
[root@localhost]#?firewall-cmd?--zone=public?--list-ports??
?在Windows/Mac的瀏覽器中，直接輸入剛剛配置的IP地址訪問Nginx：
最終看到如上的Nginx歡迎界面，代表Nginx安裝完成。
三、Nginx反向代理-負載均衡
首先通過SpringBoot+Freemarker快速搭建一個WEB項目：springboot-web-nginx，然后在該項目中，創(chuàng)建一個IndexNginxController.java文件，邏輯如下：
@Controller??
public?class?IndexNginxController?{??
????@Value("${server.port}")??
????private?String?port;??
??
????@RequestMapping("/")??
????public?ModelAndView?index(){??
????????ModelAndView?model?=?new?ModelAndView();??
????????model.addObject("port",?port);??
????????model.setViewName("index");??
????????return?model;??
????}??
}??
在該Controller類中，存在一個成員變量：port，它的值即是從application.properties配置文件中獲取server.port值。當出現(xiàn)訪問/資源的請求時，跳轉前端index頁面，并將該值攜帶返回。
前端的index.ftl文件代碼如下：
<html>??
????<head>??
????????<title>Nginx演示頁面</title>??
????????<link?href="nginx_style.css"?rel="stylesheet"?type="text/css"/>??
????</head>??
????<body>??
????????<div?style="border:?2px?solid?red;margin:?auto;width:?800px;text-align:?center">??
????????????<div??id="nginx_title">??
????????????????<h1>歡迎來到熊貓高級會所，我是竹子${port}號！</h1>??
????????????</div>??
????????</div>??
????</body>??
</html>??
從上可以看出其邏輯并不復雜，僅是從響應中獲取了port輸出。
OK~，前提工作準備就緒后，再簡單修改一下nginx.conf的配置即可：
upstream nginx_boot{ ?
? # 30s內檢查心跳發(fā)送兩次包，未回復就代表該機器宕機，請求分發(fā)權重比為1:2 ?
? server 192.168.0.000:8080 weight=100 max_fails=2 fail_timeout=30s; ?
? server 192.168.0.000:8090 weight=200 max_fails=2 fail_timeout=30s; ?
? # 這里的IP請配置成你WEB服務所在的機器IP ?
} ?
?
server { ?
? ?location / { ?
? ? ? ?root ? html; ?
? ? ? ?# 配置一下index的地址，最后加上index.ftl。
? ? ? ?index ?index.html index.htm index.jsp index.ftl; ?
? ? ? ?proxy_set_header Host $host; ?
? ? ? ?proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr; ?
? ? ? ?proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for; ?
? ? ? ?# 請求交給名為nginx_boot的upstream上 ?
? ? ? ?proxy_pass http://nginx_boot; ?
? ?} ?
}
“至此，所有的前提工作準備就緒，緊接著再啟動
Nginx，然后再啟動兩個web服務，第一個WEB服務啟動時，在application.properties配置文件中，將端口號改為8080，第二個WEB服務啟動時，將其端口號改為8090。
最終來看看效果：
因為配置了請求分發(fā)的權重，8080、8090的權重比為2:1，因此請求會根據(jù)權重比均攤到每臺機器，也就是8080一次、8090兩次、8080一次......
Nginx請求分發(fā)原理
客戶端發(fā)出的請求192.168.12.129最終會轉變?yōu)椋?code>http://192.168.12.129:80/，然后再向目標IP發(fā)起請求，流程如下：
由于
Nginx監(jiān)聽了192.168.12.129的80端口，所以最終該請求會找到Nginx進程；Nginx首先會根據(jù)配置的location規(guī)則進行匹配，根據(jù)客戶端的請求路徑/，會定位到location /{}規(guī)則；然后根據(jù)該
location中配置的proxy_pass會再找到名為nginx_boot的upstream；最后根據(jù)
upstream中的配置信息，將請求轉發(fā)到運行WEB服務的機器處理，由于配置了多個WEB服務，且配置了權重值，因此Nginx會依次根據(jù)權重比分發(fā)請求。
四、Nginx動靜分離
動靜分離應該是聽的次數(shù)較多的性能優(yōu)化方案，那先思考一個問題：「「為什么需要做動靜分離呢？它帶來的好處是什么？」」?其實這個問題也并不難回答，當你搞懂了網(wǎng)站的本質后，自然就理解了動靜分離的重要性。先來以淘寶為例分析看看：
當瀏覽器輸入www.taobao.com訪問淘寶首頁時，打開開發(fā)者調試工具可以很明顯的看到，首頁加載會出現(xiàn)100+的請求數(shù)，而正常項目開發(fā)時，靜態(tài)資源一般會放入到resources/static/目錄下：
在項目上線部署時，這些靜態(tài)資源會一起打成包，那此時思考一個問題：「「假設淘寶也是這樣干的，那么首頁加載時的請求最終會去到哪兒被處理？」」?答案毋庸置疑，首頁100+的所有請求都會來到部署WEB服務的機器處理，那則代表著一個客戶端請求淘寶首頁，就會對后端服務器造成100+的并發(fā)請求。毫無疑問，這對于后端服務器的壓力是尤為巨大的。
“但此時不妨分析看看，首頁
100+的請求中，是不是至少有60+是屬于*.js、*.css、*.html、*.jpg.....這類靜態(tài)資源的請求呢？答案是Yes。
既然有這么多請求屬于靜態(tài)的，這些資源大概率情況下，長時間也不會出現(xiàn)變動，那為何還要讓這些請求到后端再處理呢？能不能在此之前就提前處理掉？當然OK，因此經(jīng)過分析之后能夠明確一點：「「做了動靜分離之后，至少能夠讓后端服務減少一半以上的并發(fā)量?！埂?/strong>?到此時大家應該明白了動靜分離能夠帶來的性能收益究竟有多大。
OK~，搞清楚動靜分離的必要性之后，如何實現(xiàn)動靜分離呢？其實非常簡單，實戰(zhàn)看看。
①先在部署Nginx的機器，Nginx目錄下創(chuàng)建一個目錄static_resources：
mkdir?static_resources??
②將項目中所有的靜態(tài)資源全部拷貝到該目錄下，而后將項目中的靜態(tài)資源移除重新打包。
③稍微修改一下nginx.conf的配置，增加一條location匹配規(guī)則：
location ~ .*\.(html|htm|gif|jpg|jpeg|bmp|png|ico|txt|js|css){ ?
? ?root ? /soft/nginx/static_resources; ?
? ?expires 7d; ?
}
然后照常啟動nginx和移除了靜態(tài)資源的WEB服務，你會發(fā)現(xiàn)原本的樣式、js效果、圖片等依舊有效，如下：
其中static目錄下的nginx_style.css文件已被移除，但效果依舊存在（綠色字體+藍色大邊框)：
最后解讀一下那條location規(guī)則：
location?~?.*\.(html|htm|gif|jpg|jpeg|bmp|png|ico|txt|js|css)
~代表匹配時區(qū)分大小寫.*代表任意字符都可以出現(xiàn)零次或多次，即資源名不限制\.代表匹配后綴分隔符.(html|...|css)代表匹配括號里所有靜態(tài)資源類型
綜上所述，簡單一句話概述：該配置表示匹配以.html~.css為后綴的所有資源請求。
「最后提一嘴，也可以將靜態(tài)資源上傳到文件服務器中，然后location中配置一個新的upstream指向?！?/strong>
五、Nginx資源壓縮
建立在動靜分離的基礎之上，如果一個靜態(tài)資源的Size越小，那么自然傳輸速度會更快，同時也會更節(jié)省帶寬，因此我們在部署項目時，也可以通過Nginx對于靜態(tài)資源實現(xiàn)壓縮傳輸，一方面可以節(jié)省帶寬資源，第二方面也可以加快響應速度并提升系統(tǒng)整體吞吐。
在Nginx也提供了三個支持資源壓縮的模塊ngx_http_gzip_module、ngx_http_gzip_static_module、ngx_http_gunzip_module，其中ngx_http_gzip_module屬于內置模塊，代表著可以直接使用該模塊下的一些壓縮指令，后續(xù)的資源壓縮操作都基于該模塊，先來看看壓縮配置的一些參數(shù)/指令：
了解了Nginx中的基本壓縮配置后，接下來可以在Nginx中簡單配置一下：
http{
? ?# 開啟壓縮機制
? ?gzip on;
? ?# 指定會被壓縮的文件類型(也可自己配置其他類型)
? ?gzip_types text/plain application/javascript text/css application/xml text/javascript image/jpeg image/gif image/png;
? ?# 設置壓縮級別，越高資源消耗越大，但壓縮效果越好
? ?gzip_comp_level 5;
? ?# 在頭部中添加Vary: Accept-Encoding（建議開啟）
? ?gzip_vary on;
? ?# 處理壓縮請求的緩沖區(qū)數(shù)量和大小
? ?gzip_buffers 16 8k;
? ?# 對于不支持壓縮功能的客戶端請求不開啟壓縮機制
? ?gzip_disable "MSIE [1-6]\."; # 低版本的IE瀏覽器不支持壓縮
? ?# 設置壓縮響應所支持的HTTP最低版本
? ?gzip_http_version 1.1;
? ?# 設置觸發(fā)壓縮的最小閾值
? ?gzip_min_length 2k;
? ?# 關閉對后端服務器的響應結果進行壓縮
? ?gzip_proxied off;
}
在上述的壓縮配置中，最后一個gzip_proxied選項，可以根據(jù)系統(tǒng)的實際情況決定，總共存在多種選項：
off：關閉Nginx對后臺服務器的響應結果進行壓縮。expired：如果響應頭中包含Expires信息，則開啟壓縮。no-cache：如果響應頭中包含Cache-Control:no-cache信息，則開啟壓縮。no-store：如果響應頭中包含Cache-Control:no-store信息，則開啟壓縮。private：如果響應頭中包含Cache-Control:private信息，則開啟壓縮。no_last_modified：如果響應頭中不包含Last-Modified信息，則開啟壓縮。no_etag：如果響應頭中不包含ETag信息，則開啟壓縮。auth：如果響應頭中包含Authorization信息，則開啟壓縮。any：無條件對后端的響應結果開啟壓縮機制。
OK~，簡單修改好了Nginx的壓縮配置后，可以在原本的index頁面中引入一個jquery-3.6.0.js文件：
<script?type="text/javascript"?src="jquery-3.6.0.js"></script>??
分別來對比下壓縮前后的區(qū)別：
從圖中可以很明顯看出，未開啟壓縮機制前訪問時，js文件的原始大小為230K，當配置好壓縮后再重啟Nginx，會發(fā)現(xiàn)文件大小從230KB→69KB，效果立竿見影！
“注意點：①對于圖片、視頻類型的數(shù)據(jù)，會默認開啟壓縮機制，因此一般無需再次開啟壓縮。②對于
.js文件而言，需要指定壓縮類型為application/javascript，而并非text/javascript、application/x-javascript。
六、Nginx緩沖區(qū)
先來思考一個問題，接入Nginx的項目一般請求流程為：“客戶端→Nginx→服務端”，在這個過程中存在兩個連接：“客戶端→Nginx、Nginx→服務端”，那么兩個不同的連接速度不一致，就會影響用戶的體驗（比如瀏覽器的加載速度跟不上服務端的響應速度）。
其實也就類似電腦的內存跟不上CPU速度，所以對于用戶造成的體驗感極差，因此在CPU設計時都會加入三級高速緩沖區(qū)，用于緩解CPU和內存速率不一致的矛盾。在Nginx也同樣存在緩沖區(qū)的機制，主要目的就在于：「「用來解決兩個連接之間速度不匹配造成的問題」」?，有了緩沖后，Nginx代理可暫存后端的響應，然后按需供給數(shù)據(jù)給客戶端。先來看看一些關于緩沖區(qū)的配置項：
proxy_buffering：是否啟用緩沖機制，默認為on關閉狀態(tài)。client_body_buffer_size：設置緩沖客戶端請求數(shù)據(jù)的內存大小。proxy_buffers：為每個請求/連接設置緩沖區(qū)的數(shù)量和大小，默認4 4k/8k。proxy_buffer_size：設置用于存儲響應頭的緩沖區(qū)大小。proxy_busy_buffers_size：在后端數(shù)據(jù)沒有完全接收完成時，Nginx可以將busy狀態(tài)的緩沖返回給客戶端，該參數(shù)用來設置busy狀態(tài)的buffer具體有多大，默認為proxy_buffer_size*2。proxy_temp_path：當內存緩沖區(qū)存滿時，可以將數(shù)據(jù)臨時存放到磁盤，該參數(shù)是設置存儲緩沖數(shù)據(jù)的目錄。path是臨時目錄的路徑。語法：
proxy_temp_path path;?path是臨時目錄的路徑proxy_temp_file_write_size：設置每次寫數(shù)據(jù)到臨時文件的大小限制。proxy_max_temp_file_size：設置臨時的緩沖目錄中允許存儲的最大容量。非緩沖參數(shù)項：
proxy_connect_timeout：設置與后端服務器建立連接時的超時時間。proxy_read_timeout：設置從后端服務器讀取響應數(shù)據(jù)的超時時間。proxy_send_timeout：設置向后端服務器傳輸請求數(shù)據(jù)的超時時間。
具體的nginx.conf配置如下：
http{ ?
? ?proxy_connect_timeout 10; ?
? ?proxy_read_timeout 120; ?
? ?proxy_send_timeout 10; ?
? ?proxy_buffering on; ?
? ?client_body_buffer_size 512k; ?
? ?proxy_buffers 4 64k; ?
? ?proxy_buffer_size 16k; ?
? ?proxy_busy_buffers_size 128k; ?
? ?proxy_temp_file_write_size 128k; ?
? ?proxy_temp_path /soft/nginx/temp_buffer; ?
}
上述的緩沖區(qū)參數(shù)，是基于每個請求分配的空間，而并不是所有請求的共享空間。當然，具體的參數(shù)值還需要根據(jù)業(yè)務去決定，要綜合考慮機器的內存以及每個請求的平均數(shù)據(jù)大小。
“最后提一嘴：使用緩沖也可以減少即時傳輸帶來的帶寬消耗。
七、Nginx緩存機制
對于性能優(yōu)化而言，緩存是一種能夠大幅度提升性能的方案，因此幾乎可以在各處都能看見緩存，如客戶端緩存、代理緩存、服務器緩存等等，Nginx的緩存則屬于代理緩存的一種。對于整個系統(tǒng)而言，加入緩存帶來的優(yōu)勢額外明顯：
減少了再次向后端或文件服務器請求資源的帶寬消耗。
降低了下游服務器的訪問壓力，提升系統(tǒng)整體吞吐。
縮短了響應時間，提升了加載速度，打開頁面的速度更快。
那么在Nginx中，又該如何配置代理緩存呢？先來看看緩存相關的配置項：
「proxy_cache_path」：代理緩存的路徑。
語法：
proxy_cache_path?path?[levels=levels]?[use_temp_path=on|off]?keys_zone=name:size?[inactive=time]?[max_size=size]?[manager_files=number]?[manager_sleep=time]?[manager_threshold=time]?[loader_files=number]?[loader_sleep=time]?[loader_threshold=time]?[purger=on|off]?[purger_files=number]?[purger_sleep=time]?[purger_threshold=time];
是的，你沒有看錯，就是這么長....，解釋一下每個參數(shù)項的含義：
path：緩存的路徑地址。levels：緩存存儲的層次結構，最多允許三層目錄。use_temp_path：是否使用臨時目錄。keys_zone：指定一個共享內存空間來存儲熱點Key(1M可存儲8000個Key)。inactive：設置緩存多長時間未被訪問后刪除（默認是十分鐘）。max_size：允許緩存的最大存儲空間，超出后會基于LRU算法移除緩存，Nginx會創(chuàng)建一個Cache manager的進程移除數(shù)據(jù)，也可以通過purge方式。manager_files：manager進程每次移除緩存文件數(shù)量的上限。manager_sleep：manager進程每次移除緩存文件的時間上限。manager_threshold：manager進程每次移除緩存后的間隔時間。loader_files：重啟Nginx載入緩存時，每次加載的個數(shù)，默認100。loader_sleep：每次載入時，允許的最大時間上限，默認200ms。loader_threshold：一次載入后，停頓的時間間隔，默認50ms。purger：是否開啟purge方式移除數(shù)據(jù)。purger_files：每次移除緩存文件時的數(shù)量。purger_sleep：每次移除時，允許消耗的最大時間。purger_threshold：每次移除完成后，停頓的間隔時間。
「proxy_cache」：開啟或關閉代理緩存，開啟時需要指定一個共享內存區(qū)域。
語法：
proxy_cache?zone?|?off;
zone為內存區(qū)域的名稱，即上面中keys_zone設置的名稱。
「proxy_cache_key」：定義如何生成緩存的鍵。
語法：
proxy_cache_key?string;
string為生成Key的規(guī)則，如$scheme$proxy_host$request_uri。
「proxy_cache_valid」：緩存生效的狀態(tài)碼與過期時間。
語法：
proxy_cache_valid?[code?...]?time;
code為狀態(tài)碼，time為有效時間，可以根據(jù)狀態(tài)碼設置不同的緩存時間。
例如：proxy_cache_valid 200 302 30m;
「proxy_cache_min_uses」：設置資源被請求多少次后被緩存。
語法：
proxy_cache_min_uses?number;
number為次數(shù)，默認為1。
「proxy_cache_use_stale」：當后端出現(xiàn)異常時，是否允許Nginx返回緩存作為響應。
語法：
proxy_cache_use_stale?error;
error為錯誤類型，可配置timeout|invalid_header|updating|http_500...。
「proxy_cache_lock」：對于相同的請求，是否開啟鎖機制，只允許一個請求發(fā)往后端。
語法：
proxy_cache_lock?on?|?off;
「proxy_cache_lock_timeout」：配置鎖超時機制，超出規(guī)定時間后會釋放請求。
proxy_cache_lock_timeout?time;
「proxy_cache_methods」：設置對于那些HTTP方法開啟緩存。
語法：
proxy_cache_methods?method;
method為請求方法類型，如GET、HEAD等。
「proxy_no_cache」：定義不存儲緩存的條件，符合時不會保存。
語法：
proxy_no_cache?string...;
string為條件，例如$cookie_nocache $arg_nocache $arg_comment;
「proxy_cache_bypass」：定義不讀取緩存的條件，符合時不會從緩存中讀取。
語法：
proxy_cache_bypass?string...;
和上面proxy_no_cache的配置方法類似。
「add_header」：往響應頭中添加字段信息。
語法：
add_header?fieldName?fieldValue;
「$upstream_cache_status」：記錄了緩存是否命中的信息，存在多種情況：
MISS：請求未命中緩存。HIT：請求命中緩存。EXPIRED：請求命中緩存但緩存已過期。STALE：請求命中了陳舊緩存。REVALIDDATED：Nginx驗證陳舊緩存依然有效。UPDATING：命中的緩存內容陳舊，但正在更新緩存。BYPASS：響應結果是從原始服務器獲取的。
“PS：這個和之前的不同，之前的都是參數(shù)項，這個是一個Nginx內置變量。
OK~，對于Nginx中的緩存配置項大概了解后，接著來配置一下Nginx代理緩存：
http{ ?
? ?# 設置緩存的目錄，并且內存中緩存區(qū)名為hot_cache，大小為128m， ?
? ?# 三天未被訪問過的緩存自動清楚，磁盤中緩存的最大容量為2GB。
? ?proxy_cache_path /soft/nginx/cache levels=1:2 keys_zone=hot_cache:128m inactive=3d max_size=2g; ?
? ? ?
? ?server{ ?
? ? ? ?location / { ?
? ? ? ? ? ?# 使用名為nginx_cache的緩存空間 ?
? ? ? ? ? ?proxy_cache hot_cache; ?
? ? ? ? ? ?# 對于200、206、304、301、302狀態(tài)碼的數(shù)據(jù)緩存1天 ?
? ? ? ? ? ?proxy_cache_valid 200 206 304 301 302 1d; ?
? ? ? ? ? ?# 對于其他狀態(tài)的數(shù)據(jù)緩存30分鐘 ?
? ? ? ? ? ?proxy_cache_valid any 30m; ?
? ? ? ? ? ?# 定義生成緩存鍵的規(guī)則（請求的url+參數(shù)作為key） ?
? ? ? ? ? ?proxy_cache_key $host$uri$is_args$args; ?
? ? ? ? ? ?# 資源至少被重復訪問三次后再加入緩存 ?
? ? ? ? ? ?proxy_cache_min_uses 3; ?
? ? ? ? ? ?# 出現(xiàn)重復請求時，只讓一個去后端讀數(shù)據(jù)，其他的從緩存中讀取 ?
? ? ? ? ? ?proxy_cache_lock on; ?
? ? ? ? ? ?# 上面的鎖超時時間為3s，超過3s未獲取數(shù)據(jù)，其他請求直接去后端 ?
? ? ? ? ? ?proxy_cache_lock_timeout 3s; ?
? ? ? ? ? ?# 對于請求參數(shù)或cookie中聲明了不緩存的數(shù)據(jù)，不再加入緩存 ?
? ? ? ? ? ?proxy_no_cache $cookie_nocache $arg_nocache $arg_comment; ?
? ? ? ? ? ?# 在響應頭中添加一個緩存是否命中的狀態(tài)（便于調試） ?
? ? ? ? ? ?add_header Cache-status $upstream_cache_status; ?
? ? ? ?} ?
? ?} ?
}
接著來看一下效果，如下：
第一次訪問時，因為還沒有請求過資源，所以緩存中沒有數(shù)據(jù)，因此沒有命中緩存。第二、三次，依舊沒有命中緩存，直至第四次時才顯示命中，這是為什么呢？因為在前面的緩存配置中，我們配置了加入緩存的最低條件為：「「資源至少要被請求三次以上才會加入緩存?！埂?/strong>?這樣可以避免很多無效緩存占用空間。
緩存清理
當緩存過多時，如果不及時清理會導致磁盤空間被“吃光”，因此我們需要一套完善的緩存清理機制去刪除緩存，在之前的proxy_cache_path參數(shù)中有purger相關的選項，開啟后可以幫我們自動清理緩存，但遺憾的是：**purger系列參數(shù)只有商業(yè)版的NginxPlus才能使用，因此需要付費才可使用。**
不過天無絕人之路，我們可以通過強大的第三方模塊ngx_cache_purge來替代，先來安裝一下該插件：①首先去到Nginx的安裝目錄下，創(chuàng)建一個cache_purge目錄：
[root@localhost]#?mkdir?cache_purge?&&?cd?cache_purge??
②通過wget指令從github上拉取安裝包的壓縮文件并解壓：
[root@localhost]#?wget?https://github.com/FRiCKLE/ngx_cache_purge/archive/2.3.tar.gz??
[root@localhost]#?tar?-xvzf?2.3.tar.gz??
③再次去到之前Nginx的解壓目錄下：
[root@localhost]#?cd?/soft/nginx/nginx1.21.6??
④重新構建一次Nginx，通過--add-module的指令添加剛剛的第三方模塊：
[root@localhost]#?./configure?--prefix=/soft/nginx/?--add-module=/soft/nginx/cache_purge/ngx_cache_purge-2.3/??
⑤重新根據(jù)剛剛構建的Nginx，再次編譯一下，「但切記不要make install」?：
[root@localhost]#?make??
⑥刪除之前Nginx的啟動文件，不放心的也可以移動到其他位置：
[root@localhost]#?rm?-rf?/soft/nginx/sbin/nginx??
⑦從生成的objs目錄中，重新復制一個Nginx的啟動文件到原來的位置：
[root@localhost]#?cp?objs/nginx?/soft/nginx/sbin/nginx??
至此，第三方緩存清除模塊ngx_cache_purge就安裝完成了，接下來稍微修改一下nginx.conf配置，再添加一條location規(guī)則：
location?~?/purge(/.*)?{??
??#?配置可以執(zhí)行清除操作的IP（線上可以配置成內網(wǎng)機器）??
??#?allow?127.0.0.1;?#?代表本機??
??allow?all;?#?代表允許任意IP清除緩存??
??proxy_cache_purge?$host$1$is_args$args;??
}??
然后再重啟Nginx，接下來即可通過http://xxx/purge/xx的方式清除緩存。
八、Nginx實現(xiàn)IP黑白名單
有時候往往有些需求，可能某些接口只能開放給對應的合作商，或者購買/接入API的合作伙伴，那么此時就需要實現(xiàn)類似于IP白名單的功能。而有時候有些惡意攻擊者或爬蟲程序，被識別后需要禁止其再次訪問網(wǎng)站，因此也需要實現(xiàn)IP黑名單。那么這些功能無需交由后端實現(xiàn)，可直接在Nginx中處理。
Nginx做黑白名單機制，主要是通過allow、deny配置項來實現(xiàn)：
allow?xxx.xxx.xxx.xxx;?#?允許指定的IP訪問，可以用于實現(xiàn)白名單。??
deny?xxx.xxx.xxx.xxx;?#?禁止指定的IP訪問，可以用于實現(xiàn)黑名單。??
要同時屏蔽/開放多個IP訪問時，如果所有IP全部寫在nginx.conf文件中定然是不顯示的，這種方式比較冗余，那么可以新建兩個文件BlocksIP.conf、WhiteIP.conf：
#?--------黑名單：BlocksIP.conf---------??
deny?192.177.12.222;?#?屏蔽192.177.12.222訪問??
deny?192.177.44.201;?#?屏蔽192.177.44.201訪問??
deny?127.0.0.0/8;?#?屏蔽127.0.0.1到127.255.255.254網(wǎng)段中的所有IP訪問??
??
#?--------白名單：WhiteIP.conf---------??
allow?192.177.12.222;?#?允許192.177.12.222訪問??
allow?192.177.44.201;?#?允許192.177.44.201訪問??
allow?127.45.0.0/16;?#?允許127.45.0.1到127.45.255.254網(wǎng)段中的所有IP訪問??
deny?all;?#?除開上述IP外，其他IP全部禁止訪問??
分別將要禁止/開放的IP添加到對應的文件后，可以再將這兩個文件在nginx.conf中導入：
http{ ?
? ?# 屏蔽該文件中的所有IP ?
? ?include /soft/nginx/IP/BlocksIP.conf; ?
server{ ?
? ?location xxx { ?
? ? ? ?# 某一系列接口只開放給白名單中的IP ?
? ? ? ?include /soft/nginx/IP/blockip.conf; ?
? ?} ?
} ?
}
對于文件具體在哪兒導入，這個也并非隨意的，如果要整站屏蔽/開放就在http中導入，如果只需要一個域名下屏蔽/開放就在sever中導入，如果只需要針對于某一系列接口屏蔽/開放IP，那么就在location中導入。
“當然，上述只是最簡單的
IP黑/白名單實現(xiàn)方式，同時也可以通過ngx_http_geo_module、ngx_http_geo_module第三方庫去實現(xiàn)（這種方式可以按地區(qū)、國家進行屏蔽，并且提供了IP庫）。
九、Nginx跨域配置
跨域問題在之前的單體架構開發(fā)中，其實是比較少見的問題，除非是需要接入第三方SDK時，才需要處理此問題。但隨著現(xiàn)在前后端分離、分布式架構的流行，跨域問題也成為了每個Java開發(fā)必須要懂得解決的一個問題。
跨域問題產(chǎn)生的原因
產(chǎn)生跨域問題的主要原因就在于?「同源策略」?，為了保證用戶信息安全，防止惡意網(wǎng)站竊取數(shù)據(jù)，同源策略是必須的，否則cookie可以共享。由于http無狀態(tài)協(xié)議通常會借助cookie來實現(xiàn)有狀態(tài)的信息記錄，例如用戶的身份/密碼等，因此一旦cookie被共享，那么會導致用戶的身份信息被盜取。
同源策略主要是指三點相同，「「協(xié)議+域名+端口」」?相同的兩個請求，則可以被看做是同源的，但如果其中任意一點存在不同，則代表是兩個不同源的請求，同源策略會限制了不同源之間的資源交互。
Nginx解決跨域問題
弄明白了跨域問題的產(chǎn)生原因，接下來看看Nginx中又該如何解決跨域呢？其實比較簡單，在nginx.conf中稍微添加一點配置即可：
location / { ?
? ?# 允許跨域的請求，可以自定義變量$http_origin，*表示所有 ?
? ?add_header 'Access-Control-Allow-Origin' *; ?
? ?# 允許攜帶cookie請求 ?
? ?add_header 'Access-Control-Allow-Credentials' 'true'; ?
? ?# 允許跨域請求的方法：GET,POST,OPTIONS,PUT ?
? ?add_header 'Access-Control-Allow-Methods' 'GET,POST,OPTIONS,PUT'; ?
? ?# 允許請求時攜帶的頭部信息，*表示所有 ?
? ?add_header 'Access-Control-Allow-Headers' *; ?
? ?# 允許發(fā)送按段獲取資源的請求 ?
? ?add_header 'Access-Control-Expose-Headers' 'Content-Length,Content-Range'; ?
? ?# 一定要有?。。》駝tPost請求無法進行跨域！
? ?# 在發(fā)送Post跨域請求前，會以Options方式發(fā)送預檢請求，服務器接受時才會正式請求 ?
? ?if ($request_method = 'OPTIONS') { ?
? ? ? ?add_header 'Access-Control-Max-Age' 1728000; ?
? ? ? ?add_header 'Content-Type' 'text/plain; charset=utf-8'; ?
? ? ? ?add_header 'Content-Length' 0; ?
? ? ? ?# 對于Options方式的請求返回204，表示接受跨域請求 ?
? ? ? ?return 204; ?
? ?} ?
}
在nginx.conf文件加上如上配置后，跨域請求即可生效了。
“但如果后端是采用分布式架構開發(fā)的，有時候RPC調用也需要解決跨域問題，不然也同樣會出現(xiàn)無法跨域請求的異常，因此可以在你的后端項目中，通過繼承
HandlerInterceptorAdapter類、實現(xiàn)WebMvcConfigurer接口、添加@CrossOrgin注解的方式實現(xiàn)接口之間的跨域配置。
十、Nginx防盜鏈設計
首先了解一下何謂盜鏈：「「盜鏈即是指外部網(wǎng)站引入當前網(wǎng)站的資源對外展示」」?，來舉個簡單的例子理解：
“好比壁紙網(wǎng)站
X站、Y站，X站是一點點去購買版權、簽約作者的方式，從而積累了海量的壁紙素材，但Y站由于資金等各方面的原因，就直接通過<img src="X站/xxx.jpg" />這種方式照搬了X站的所有壁紙資源，繼而提供給用戶下載。
那么如果我們自己是這個X站的Boss，心中必然不爽，那么此時又該如何屏蔽這類問題呢？那么接下來要敘說的「「防盜鏈」」?登場了！
Nginx的防盜鏈機制實現(xiàn)，跟一個頭部字段：Referer有關，該字段主要描述了當前請求是從哪兒發(fā)出的，那么在Nginx中就可獲取該值，然后判斷是否為本站的資源引用請求，如果不是則不允許訪問。Nginx中存在一個配置項為valid_referers，正好可以滿足前面的需求，語法如下：
valid_referers?none?|?blocked?|?server_names?|?string?...;
none：表示接受沒有Referer字段的HTTP請求訪問。blocked：表示允許http://或https//以外的請求訪問。server_names：資源的白名單，這里可以指定允許訪問的域名。string：可自定義字符串，支配通配符、正則表達式寫法。
簡單了解語法后，接下來的實現(xiàn)如下：
# 在動靜分離的location中開啟防盜鏈機制 ?
location ~ .*\.(html|htm|gif|jpg|jpeg|bmp|png|ico|txt|js|css){ ?
? ?# 最后面的值在上線前可配置為允許的域名地址 ?
? ?valid_referers blocked 192.168.12.129; ?
? ?if ($invalid_referer) { ?
? ? ? ?# 可以配置成返回一張禁止盜取的圖片 ?
? ? ? ?# rewrite ? ^/ http://xx.xx.com/NO.jpg; ?
? ? ? ?# 也可直接返回403 ?
? ? ? ?return ? 403; ?
? ?} ?
? ? ?
? ?root ? /soft/nginx/static_resources; ?
? ?expires 7d; ?
}
根據(jù)上述中的內容配置后，就已經(jīng)通過Nginx實現(xiàn)了最基本的防盜鏈機制，最后只需要額外重啟一下就好啦！當然，對于防盜鏈機制實現(xiàn)這塊，也有專門的第三方模塊ngx_http_accesskey_module實現(xiàn)了更為完善的設計，感興趣的小伙伴可以自行去看看。
“PS：防盜鏈機制也無法解決爬蟲偽造
referers信息的這種方式抓取數(shù)據(jù)。
十一、Nginx大文件傳輸配置
在某些業(yè)務場景中需要傳輸一些大文件，但大文件傳輸時往往都會會出現(xiàn)一些Bug，比如文件超出限制、文件傳輸過程中請求超時等，那么此時就可以在Nginx稍微做一些配置，先來了解一些關于大文件傳輸時可能會用的配置項：
在傳輸大文件時，client_max_body_size、client_header_timeout、proxy_read_timeout、proxy_send_timeout這四個參數(shù)值都可以根據(jù)自己項目的實際情況來配置。
“上述配置僅是作為代理層需要配置的，因為最終客戶端傳輸文件還是直接與后端進行交互，這里只是把作為網(wǎng)關層的
Nginx配置調高一點，調到能夠“容納大文件”傳輸?shù)某潭取．斎唬?code>Nginx中也可以作為文件服務器使用，但需要用到一個專門的第三方模塊nginx-upload-module，如果項目中文件上傳的作用處不多，那么建議可以通過Nginx搭建，畢竟可以節(jié)省一臺文件服務器資源。但如若文件上傳/下載較為頻繁，那么還是建議額外搭建文件服務器，并將上傳/下載功能交由后端處理。
十二、Nginx配置SLL證書
隨著越來越多的網(wǎng)站接入HTTPS，因此Nginx中僅配置HTTP還不夠，往往還需要監(jiān)聽443端口的請求，HTTPS為了確保通信安全，所以服務端需配置對應的數(shù)字證書，當項目使用Nginx作為網(wǎng)關時，那么證書在Nginx中也需要配置，接下來簡單聊一下關于SSL證書配置過程：
①先去CA機構或從云控制臺中申請對應的SSL證書，審核通過后下載Nginx版本的證書。
②下載數(shù)字證書后，完整的文件總共有三個：.crt、.key、.pem：
.crt：數(shù)字證書文件，.crt是.pem的拓展文件，因此有些人下載后可能沒有。.key：服務器的私鑰文件，及非對稱加密的私鑰，用于解密公鑰傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。.pem：Base64-encoded編碼格式的源證書文本文件，可自行根需求修改拓展名。
③在Nginx目錄下新建certificate目錄，并將下載好的證書/私鑰等文件上傳至該目錄。
④最后修改一下nginx.conf文件即可，如下：
# ----------HTTPS配置----------- ?
server { ?
? ?# 監(jiān)聽HTTPS默認的443端口 ?
? ?listen 443; ?
? ?# 配置自己項目的域名 ?
? ?server_name www.xxx.com; ?
? ?# 打開SSL加密傳輸 ?
? ?ssl on; ?
? ?# 輸入域名后，首頁文件所在的目錄 ?
? ?root html; ?
? ?# 配置首頁的文件名 ?
? ?index index.html index.htm index.jsp index.ftl; ?
? ?# 配置自己下載的數(shù)字證書 ?
? ?ssl_certificate ?certificate/xxx.pem; ?
? ?# 配置自己下載的服務器私鑰 ?
? ?ssl_certificate_key certificate/xxx.key; ?
? ?# 停止通信時，加密會話的有效期，在該時間段內不需要重新交換密鑰 ?
? ?ssl_session_timeout 5m; ?
? ?# TLS握手時，服務器采用的密碼套件 ?
? ?ssl_ciphers ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE:ECDH:AES:HIGH:!NULL:!aNULL:!MD5:!ADH:!RC4; ?
? ?# 服務器支持的TLS版本 ?
? ?ssl_protocols TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2; ?
? ?# 開啟由服務器決定采用的密碼套件 ?
? ?ssl_prefer_server_ciphers on; ?
?
? ?location / { ?
? ? ? ?.... ?
? ?} ?
} ?
?
# ---------HTTP請求轉HTTPS------------- ?
server { ?
? ?# 監(jiān)聽HTTP默認的80端口 ?
? ?listen 80; ?
? ?# 如果80端口出現(xiàn)訪問該域名的請求 ?
? ?server_name www.xxx.com; ?
? ?# 將請求改寫為HTTPS（這里寫你配置了HTTPS的域名） ?
? ?rewrite ^(.*)$ https://www.xxx.com; ?
}
OK~，根據(jù)如上配置了Nginx后，你的網(wǎng)站即可通過https://的方式訪問，并且當客戶端使用http://的方式訪問時，會自動將其改寫為HTTPS請求。
十三、Nginx的高可用
線上如果采用單個節(jié)點的方式部署Nginx，難免會出現(xiàn)天災人禍，比如系統(tǒng)異常、程序宕機、服務器斷電、機房爆炸、地球毀滅....哈哈哈，夸張了。但實際生產(chǎn)環(huán)境中確實存在隱患問題，由于Nginx作為整個系統(tǒng)的網(wǎng)關層接入外部流量，所以一旦Nginx宕機，最終就會導致整個系統(tǒng)不可用，這無疑對于用戶的體驗感是極差的，因此也得保障Nginx高可用的特性。
“接下來則會通過
keepalived的VIP機制，實現(xiàn)Nginx的高可用。VIP并不是只會員的意思，而是指Virtual IP，即虛擬IP。
keepalived在之前單體架構開發(fā)時，是一個用的較為頻繁的高可用技術，比如MySQL、Redis、MQ、Proxy、Tomcat等各處都會通過keepalived提供的VIP機制，實現(xiàn)單節(jié)點應用的高可用。
Keepalived+重啟腳本+雙機熱備搭建
①首先創(chuàng)建一個對應的目錄并下載keepalived到Linux中并解壓：
[root@localhost]#?mkdir?/soft/keepalived?&&?cd?/soft/keepalived??
[root@localhost]#?wget?https://www.keepalived.org/software/keepalived-2.2.4.tar.gz??
[root@localhost]#?tar?-zxvf?keepalived-2.2.4.tar.gz??
②進入解壓后的keepalived目錄并構建安裝環(huán)境，然后編譯并安裝：
[root@localhost]#?cd?keepalived-2.2.4??
[root@localhost]#?./configure?--prefix=/soft/keepalived/??
[root@localhost]#?make?&&?make?install??
③進入安裝目錄的/soft/keepalived/etc/keepalived/并編輯配置文件：
[root@localhost]#?cd?/soft/keepalived/etc/keepalived/??
[root@localhost]#?vi?keepalived.conf??
④編輯主機的keepalived.conf核心配置文件，如下：
global_defs { ?
? ?# 自帶的郵件提醒服務，建議用獨立的監(jiān)控或第三方SMTP，也可選擇配置郵件發(fā)送。
? ?notification_email { ?
? ? ? ?root@localhost ?
? ?} ?
? ?notification_email_from root@localhost ?
? ?smtp_server localhost ?
? ?smtp_connect_timeout 30 ?
? ?# 高可用集群主機身份標識(集群中主機身份標識名稱不能重復，建議配置成本機IP) ?
router_id 192.168.12.129 ?
} ?
?
# 定時運行的腳本文件配置 ?
vrrp_script check_nginx_pid_restart { ?
? ?# 之前編寫的nginx重啟腳本的所在位置 ?
script "/soft/scripts/keepalived/check_nginx_pid_restart.sh" ?
? ?# 每間隔3秒執(zhí)行一次 ?
interval 3 ?
? ?# 如果腳本中的條件成立，重啟一次則權重-20 ?
weight -20 ?
} ?
?
# 定義虛擬路由，VI_1為虛擬路由的標示符（可自定義名稱） ?
vrrp_instance VI_1 { ?
? ?# 當前節(jié)點的身份標識：用來決定主從（MASTER為主機，BACKUP為從機） ?
state MASTER ?
? ?# 綁定虛擬IP的網(wǎng)絡接口，根據(jù)自己的機器的網(wǎng)卡配置 ?
interface ens33 ?
? ?# 虛擬路由的ID號，主從兩個節(jié)點設置必須一樣 ?
virtual_router_id 121 ?
? ?# 填寫本機IP ?
mcast_src_ip 192.168.12.129 ?
? ?# 節(jié)點權重優(yōu)先級，主節(jié)點要比從節(jié)點優(yōu)先級高 ?
priority 100 ?
? ?# 優(yōu)先級高的設置nopreempt，解決異常恢復后再次搶占造成的腦裂問題 ?
nopreempt ?
? ?# 組播信息發(fā)送間隔，兩個節(jié)點設置必須一樣，默認1s（類似于心跳檢測） ?
advert_int 1 ?
? ?authentication { ?
? ? ? ?auth_type PASS ?
? ? ? ?auth_pass 1111 ?
? ?} ?
? ?# 將track_script塊加入instance配置塊 ?
? ?track_script { ?
? ? ? ?# 執(zhí)行Nginx監(jiān)控的腳本 ?
?check_nginx_pid_restart ?
? ?} ?
?
? ?virtual_ipaddress { ?
? ? ? ?# 虛擬IP(VIP)，也可擴展，可配置多個。
?192.168.12.111 ?
? ?} ?
}
⑤克隆一臺之前的虛擬機作為從（備）機，編輯從機的keepalived.conf文件，如下：
global_defs { ?
? ?# 自帶的郵件提醒服務，建議用獨立的監(jiān)控或第三方SMTP，也可選擇配置郵件發(fā)送。
? ?notification_email { ?
? ? ? ?root@localhost ?
? ?} ?
? ?notification_email_from root@localhost ?
? ?smtp_server localhost ?
? ?smtp_connect_timeout 30 ?
? ?# 高可用集群主機身份標識(集群中主機身份標識名稱不能重復，建議配置成本機IP) ?
router_id 192.168.12.130 ?
} ?
?
# 定時運行的腳本文件配置 ?
vrrp_script check_nginx_pid_restart { ?
? ?# 之前編寫的nginx重啟腳本的所在位置 ?
script "/soft/scripts/keepalived/check_nginx_pid_restart.sh" ?
? ?# 每間隔3秒執(zhí)行一次 ?
interval 3 ?
? ?# 如果腳本中的條件成立，重啟一次則權重-20 ?
weight -20 ?
} ?
?
# 定義虛擬路由，VI_1為虛擬路由的標示符（可自定義名稱） ?
vrrp_instance VI_1 { ?
? ?# 當前節(jié)點的身份標識：用來決定主從（MASTER為主機，BACKUP為從機） ?
state BACKUP ?
? ?# 綁定虛擬IP的網(wǎng)絡接口，根據(jù)自己的機器的網(wǎng)卡配置 ?
interface ens33 ?
? ?# 虛擬路由的ID號，主從兩個節(jié)點設置必須一樣 ?
virtual_router_id 121 ?
? ?# 填寫本機IP ?
mcast_src_ip 192.168.12.130 ?
? ?# 節(jié)點權重優(yōu)先級，主節(jié)點要比從節(jié)點優(yōu)先級高 ?
priority 90 ?
? ?# 優(yōu)先級高的設置nopreempt，解決異?；謴秃笤俅螕屨荚斐傻哪X裂問題 ?
nopreempt ?
? ?# 組播信息發(fā)送間隔，兩個節(jié)點設置必須一樣，默認1s（類似于心跳檢測） ?
advert_int 1 ?
? ?authentication { ?
? ? ? ?auth_type PASS ?
? ? ? ?auth_pass 1111 ?
? ?} ?
? ?# 將track_script塊加入instance配置塊 ?
? ?track_script { ?
? ? ? ?# 執(zhí)行Nginx監(jiān)控的腳本 ?
?check_nginx_pid_restart ?
? ?} ?
?
? ?virtual_ipaddress { ?
? ? ? ?# 虛擬IP(VIP)，也可擴展，可配置多個。
?192.168.12.111 ?
? ?} ?
}
⑥新建scripts目錄并編寫Nginx的重啟腳本，check_nginx_pid_restart.sh：
[root@localhost]#?mkdir?/soft/scripts?/soft/scripts/keepalived??
[root@localhost]#?touch?/soft/scripts/keepalived/check_nginx_pid_restart.sh??
[root@localhost]#?vi?/soft/scripts/keepalived/check_nginx_pid_restart.sh??
??
#!/bin/sh??
#?通過ps指令查詢后臺的nginx進程數(shù)，并將其保存在變量nginx_number中??
nginx_number=`ps?-C?nginx?--no-header?|?wc?-l`??
#?判斷后臺是否還有Nginx進程在運行??
if?[?$nginx_number?-eq?0?];then??
????#?如果后臺查詢不到`Nginx`進程存在，則執(zhí)行重啟指令??
????/soft/nginx/sbin/nginx?-c?/soft/nginx/conf/nginx.conf??
????#?重啟后等待1s后，再次查詢后臺進程數(shù)??
????sleep?1??
????#?如果重啟后依舊無法查詢到nginx進程??
????if?[?`ps?-C?nginx?--no-header?|?wc?-l`?-eq?0?];then??
????????#?將keepalived主機下線，將虛擬IP漂移給從機，從機上線接管Nginx服務??
????????systemctl?stop?keepalived.service??
????fi??
fi??
⑦編寫的腳本文件需要更改編碼格式，并賦予執(zhí)行權限，否則可能執(zhí)行失?。?/p>
[root@localhost]#?vi?/soft/scripts/keepalived/check_nginx_pid_restart.sh??
??
:set?fileformat=unix?#?在vi命令里面執(zhí)行，修改編碼格式??
:set?ff?#?查看修改后的編碼格式??
??
[root@localhost]#?chmod?+x?/soft/scripts/keepalived/check_nginx_pid_restart.sh??
⑧由于安裝keepalived時，是自定義的安裝位置，因此需要拷貝一些文件到系統(tǒng)目錄中：
[root@localhost]#?mkdir?/etc/keepalived/??
[root@localhost]#?cp?/soft/keepalived/etc/keepalived/keepalived.conf?/etc/keepalived/??
[root@localhost]#?cp?/soft/keepalived/keepalived-2.2.4/keepalived/etc/init.d/keepalived?/etc/init.d/??
[root@localhost]#?cp?/soft/keepalived/etc/sysconfig/keepalived?/etc/sysconfig/??
⑨將keepalived加入系統(tǒng)服務并設置開啟自啟動，然后測試啟動是否正常：
[root@localhost]#?chkconfig?keepalived?on??
[root@localhost]#?systemctl?daemon-reload??
[root@localhost]#?systemctl?enable?keepalived.service??
[root@localhost]#?systemctl?start?keepalived.service??
其他命令：
systemctl?disable?keepalived.service?#?禁止開機自動啟動??
systemctl?restart?keepalived.service?#?重啟keepalived??
systemctl?stop?keepalived.service?#?停止keepalived??
tail?-f?/var/log/messages?#?查看keepalived運行時日志??
⑩最后測試一下VIP是否生效，通過查看本機是否成功掛載虛擬IP：
[root@localhost]#?ip?addr??
“從上圖中可以明顯看見虛擬
IP已經(jīng)成功掛載，但另外一臺機器192.168.12.130并不會掛載這個虛擬IP，只有當主機下線后，作為從機的192.168.12.130才會上線，接替VIP。最后測試一下外網(wǎng)是否可以正常與VIP通信，即在Windows中直接ping VIP：
外部通過VIP通信時，也可以正常Ping通，代表虛擬IP配置成功。
Nginx高可用性測試
經(jīng)過上述步驟后，keepalived的VIP機制已經(jīng)搭建成功，在上個階段中主要做了幾件事：
一、為部署
Nginx的機器掛載了VIP。二、通過
keepalived搭建了主從雙機熱備。三、通過
keepalived實現(xiàn)了Nginx宕機重啟。
由于前面沒有域名的原因，因此最初server_name配置的是當前機器的IP，所以需稍微更改一下nginx.conf的配置：
sever{ ?
? ?listen ? ?80; ?
? ?# 這里從機器的本地IP改為虛擬IP ?
server_name 192.168.12.111; ?
# 如果這里配置的是域名，那么則將域名的映射配置改為虛擬IP ?
}
最后來實驗一下效果：
“在上述過程中，首先分別啟動了
keepalived、nginx服務，然后通過手動停止nginx的方式模擬了Nginx宕機情況，過了片刻后再次查詢后臺進程，我們會發(fā)現(xiàn)nginx依舊存活。
從這個過程中不難發(fā)現(xiàn)，keepalived已經(jīng)為我們實現(xiàn)了Nginx宕機后自動重啟的功能，那么接著再模擬一下服務器出現(xiàn)故障時的情況：
“在上述過程中，我們通過手動關閉
keepalived服務模擬了機器斷電、硬件損壞等情況（因為機器斷電等情況=主機中的keepalived進程消失），然后再次查詢了一下本機的IP信息，很明顯會看到VIP消失了！
現(xiàn)在再切換到另外一臺機器：192.168.12.130來看看情況：
“此刻我們會發(fā)現(xiàn)，在主機
192.168.12.129宕機后，VIP自動從主機飄移到了從機192.168.12.130上，而此時客戶端的請求就最終會來到130這臺機器的Nginx上。
「「最終，利用Keepalived對Nginx做了主從熱備之后，無論是遇到線上宕機還是機房斷電等各類故障時，都能夠確保應用系統(tǒng)能夠為用戶提供7x24小時服務?！埂?/strong>
十四、Nginx性能優(yōu)化
到這里文章的篇幅較長了，最后再來聊一下關于Nginx的性能優(yōu)化，主要就簡單說說收益最高的幾個優(yōu)化項，在這塊就不再展開敘述了，畢竟影響性能都有多方面原因導致的，比如網(wǎng)絡、服務器硬件、操作系統(tǒng)、后端服務、程序自身、數(shù)據(jù)庫服務等。
優(yōu)化一：打開長連接配置
通常Nginx作為代理服務，負責分發(fā)客戶端的請求，那么建議開啟HTTP長連接，用戶減少握手的次數(shù)，降低服務器損耗，具體如下：
upstream?xxx?{??
????#?長連接數(shù)??
????keepalive?32;??
????#?每個長連接提供的最大請求數(shù)??
????keepalived_requests?100;??
????#?每個長連接沒有新的請求時，保持的最長時間??
????keepalive_timeout?60s;??
}??
優(yōu)化二、開啟零拷貝技術
零拷貝這個概念，在大多數(shù)性能較為不錯的中間件中都有出現(xiàn)，例如Kafka、Netty等，而Nginx中也可以配置數(shù)據(jù)零拷貝技術，如下：
sendfile?on;?#?開啟零拷貝機制??
零拷貝讀取機制與傳統(tǒng)資源讀取機制的區(qū)別：
「傳統(tǒng)方式：」?硬件-->內核-->用戶空間-->程序空間-->程序內核空間-->網(wǎng)絡套接字
「零拷貝方式：」?硬件-->內核-->程序內核空間-->網(wǎng)絡套接字
從上述這個過程對比，很輕易就能看出兩者之間的性能區(qū)別。
優(yōu)化三、開啟無延遲或多包共發(fā)機制
在Nginx中有兩個較為關鍵的性能參數(shù)，即tcp_nodelay、tcp_nopush，開啟方式如下：
tcp_nodelay?on;??
tcp_nopush?on;??
TCP/IP協(xié)議中默認是采用了Nagle算法的，即在網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸過程中，每個數(shù)據(jù)報文并不會立馬發(fā)送出去，而是會等待一段時間，將后面的幾個數(shù)據(jù)包一起組合成一個數(shù)據(jù)報文發(fā)送，但這個算法雖然提高了網(wǎng)絡吞吐量，但是實時性卻降低了。
“因此你的項目屬于交互性很強的應用，那么可以手動開啟
tcp_nodelay配置，讓應用程序向內核遞交的每個數(shù)據(jù)包都會立即發(fā)送出去。但這樣會產(chǎn)生大量的TCP報文頭，增加很大的網(wǎng)絡開銷。
相反，有些項目的業(yè)務對數(shù)據(jù)的實時性要求并不高，追求的則是更高的吞吐，那么則可以開啟tcp_nopush配置項，這個配置就類似于“塞子”的意思，首先將連接塞住，使得數(shù)據(jù)先不發(fā)出去，等到拔去塞子后再發(fā)出去。設置該選項后，內核會盡量把小數(shù)據(jù)包拼接成一個大的數(shù)據(jù)包（一個MTU）再發(fā)送出去.
“當然若一定時間后（一般為
200ms），內核仍然沒有積累到一個MTU的量時，也必須發(fā)送現(xiàn)有的數(shù)據(jù)，否則會一直阻塞。
tcp_nodelay、tcp_nopush兩個參數(shù)是“互斥”的，如果追求響應速度的應用推薦開啟tcp_nodelay參數(shù)，如IM、金融等類型的項目。如果追求吞吐量的應用則建議開啟tcp_nopush參數(shù)，如調度系統(tǒng)、報表系統(tǒng)等。
“注意：①
tcp_nodelay一般要建立在開啟了長連接模式的情況下使用。②tcp_nopush參數(shù)是必須要開啟sendfile參數(shù)才可使用的。
優(yōu)化四、調整Worker工作進程
Nginx啟動后默認只會開啟一個Worker工作進程處理客戶端請求，而我們可以根據(jù)機器的CPU核數(shù)開啟對應數(shù)量的工作進程，以此來提升整體的并發(fā)量支持，如下：
#?自動根據(jù)CPU核心數(shù)調整Worker進程數(shù)量??
worker_processes?auto;??
“工作進程的數(shù)量最高開到
8個就OK了，8個之后就不會有再大的性能提升。
同時也可以稍微調整一下每個工作進程能夠打開的文件句柄數(shù)：
#?每個Worker能打開的文件描述符，最少調整至1W以上，負荷較高建議2-3W??
worker_rlimit_nofile?20000;??
“操作系統(tǒng)內核（
kernel）都是利用文件描述符來訪問文件，無論是打開、新建、讀取、寫入文件時，都需要使用文件描述符來指定待操作的文件，因此該值越大，代表一個進程能夠操作的文件越多（但不能超出內核限制，最多建議3.8W左右為上限）。
優(yōu)化五、開啟CPU親和機制
對于并發(fā)編程較為熟悉的伙伴都知道，因為進程/線程數(shù)往往都會遠超出系統(tǒng)CPU的核心數(shù)，因為操作系統(tǒng)執(zhí)行的原理本質上是采用時間片切換機制，也就是一個CPU核心會在多個進程之間不斷頻繁切換，造成很大的性能損耗。
而CPU親和機制則是指將每個Nginx的工作進程，綁定在固定的CPU核心上，從而減小CPU切換帶來的時間開銷和資源損耗，開啟方式如下：
worker_cpu_affinity?auto;??
優(yōu)化六、開啟epoll模型及調整并發(fā)連接數(shù)
在最開始就提到過：Nginx、Redis都是基于多路復用模型去實現(xiàn)的程序，但最初版的多路復用模型select/poll最大只能監(jiān)聽1024個連接，而epoll則屬于select/poll接口的增強版，因此采用該模型能夠大程度上提升單個Worker的性能，如下：
events?{??
????#?使用epoll網(wǎng)絡模型??
????use?epoll;??
????#?調整每個Worker能夠處理的連接數(shù)上限??
????worker_connections??10240;??
}??
“這里對于
select/poll/epoll模型就不展開細說了，后面的IO模型文章中會詳細剖析。
十五、放在最后的結尾
至此，Nginx的大部分內容都已闡述完畢，關于最后一小節(jié)的性能優(yōu)化內容，其實在前面就談到的動靜分離、分配緩沖區(qū)、資源緩存、防盜鏈、資源壓縮等內容，也都可歸納為性能優(yōu)化的方案。
