Nginx是非常重要的负载均衡中间件，被广泛应用于大型网站架构，下面我就全面来详解Nginx@mikechen

本篇已收于mikechen原创超30万字《阿里架构师进阶专题合集》里面。

Nginx

Nginx是一款高性能的HTTP/和反向代理服务器，由“Igor Sysoev”开发，广泛应用于现代Web服务架构中。

Nginx以其高并发连接处理能力，和低资源消耗而闻名，有报告表明能支持高达" 50,000" 个并发连接数。

Nginx特点

nginx具有如下，几大特点：

• 高并发处理能力：采用异步、事件驱动架构，能够高效处理大量并发连接；
• 低内存消耗：与其他Web服务器相比，Nginx的内存消耗非常低，适合高流量网站。
• 高可靠性和稳定性：即使在高负载情况下，Nginx也能保持稳定运行；
• 跨平台：支持多种操作系统，包括：Linux、Windows、macOS......等OS上。

Nginx功能应用

1.反向代理

Nginx反向代理：是一种部署在客户端、与后端服务器之间的服务器。

Nginx反向代理，接收客户端请求，然后将这些请求转发给后端服务器处理，并将后端服务器的响应返回给客户端。

来看个示意图：

反向代理，不仅可以将客户端的请求分配给“多台后端服务器”，从而均衡负载，提升整体系统的处理能力、和可靠性。

而且，反向代理还隐藏后端服务器的IP地址，减少其暴露在互联网上的风险。

以及，还可以配置访问控制、和防火墙规则，过滤不良请求、和防止DDoS攻击...等安全问题。

2.负载均衡

Nginx负载均衡功能强大，可以通过“多种策略”，将客户端请求分发到多个后端服务器，从而提高应用的可用性、和响应速度。

客户端的请求，均匀地分配到多台后端服务器（应用服务器1、应用服务器2、应用服务器3...等等），可以很容易横向扩展，从而极大的提升性能。

如下图所示：

这里的分配策略，包含：

1. 轮询

轮询是默认的负载均衡策略，NGINX按顺序将请求依次分配给每个后端服务器。

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

2.权重

通过指定每个服务器的权重，可以控制请求的分配比例，权重越高的服务器分配到的请求越多。

upstream backend {
    server backend1.example.com weight=3;
    server backend2.example.com weight=2;
    server backend3.example.com weight=1;
}

3.最少连接

将请求分配给当前活动连接数最少的服务器，适用于请求处理时间长且差异大的场景。

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

通过以上的“分配策略”，可以极大的扩展服务器，提升性能。

除此之外，还可以避免单台服务器过载，提升系统的处理能力、和可靠性...等问题。

3.动静分离

通过Nginx实现动静分离，可以显著提升网站的响应速度、和服务器的处理能力。

动静分离，它的主要目标是将动态内容（如Java、PHP、Python...等生成的页面），和静态内容（如HTML、CSS、JavaScript、图片等）分开处理，以提高网站的性能和可维护性。

来个示意图：

根据请求的URL路径、文件类型...等，将请求分为静态请求、和动态请求。

/var/www/
├── static/      # 静态文件目录
│   ├── css/
│   ├── js/
│   └── images/
└── dynamic/     # 动态文件目录
    └── index.php

对于静态资源请求（如HTML、CSS、JavaScript、图片....等），直接由NGINX处理并返回响应。

对于动态请求，NGINX会将请求转发给后端应用服务器（如：Apache、Tomcat...），由后端处理动态内容并生成响应。

4.静态文件服务

NGINX以其优异的性能和高并发处理能力而闻名，特别适合用作静态文件的快速传输。

它能够有效地处理大量的并发连接和高流量请求，是处理静态内容很好的选择。

Nginx配置

Nginx的配置文件：通常位于“ /etc/nginx/nginx.conf”，主要分为全局块、events块、和http块三个部分。

如下图所示：

1.全局块

全局块包含：全局指令，对整个NGINX服务器的行为进行全局设置，它通常位于配置文件的开头。

user nginx;
worker_processes auto;
error_log /var/log/nginx/error.log;

• worker_processes: 指定NGINX worker进程的数量，通常使用 auto 自动设置。
• error_log: 指定NGINX的错误日志路径。

2.events块

Events 块用于配置与NGINX工作进程相关的参数，主要控制NGINX如何处理连接。

events {
    worker_connections 1024;
    multi_accept on;
}

• worker_connections: 每个worker进程能够同时处理的最大连接数；
• multi_accept: 是否开启多个accept_mutex互斥锁；
• use: 指定使用的事件驱动模块，如 epoll, kqueue, eventport... 等。

3.HTTP 块

HTTP 块是NGINX配置文件的核心部分，用于配置HTTP服务和相关的HTTP请求处理。

http {
    include       /etc/nginx/mime.types;
    default_type  application/octet-stream;

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

    access_log  /var/log/nginx/access.log  main;

    sendfile        on;
    tcp_nopush      on;
    tcp_nodelay     on;
    keepalive_timeout  65;
    types_hash_max_size 2048;

    include /etc/nginx/conf.d/*.conf;
    include /etc/nginx/sites-enabled/*;
}

• include: 引入其他配置文件或配置片段;
• log_format: 定义日志格式;
• access_log: 配置访问日志的路径、和格式；
• types: 定义MIME类型，及其映射关系；
• default_type: 设置默认的MIME类型；
• gzip: 启用或配置Gzip压缩；
• server: 配置虚拟主机、或服务；
• location: 配置请求的处理规则。

Nginx配置实例

1.负载均衡

这个配置用于配置NGINX实现负载均衡，将请求分发给多个后端服务器。

如下所示：

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

server {
    listen 80;
    server_name example.com;

    location / {
        proxy_pass http://backend;
        proxy_set_header Host $host;
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
    }
}

2.静态文件

用于提供静态文件服务，将所有请求都映射到一个指定的目录。

如下所示：

server {
    listen 80;
    server_name example.com;

    root /var/www/html;
    index index.html index.htm;

    location / {
        try_files $uri $uri/ =404;
    }
}

3.反向代理

将所有请求代理到后端服务器，实现反向代理功能。

server {
    listen 80;
    server_name api.example.com;

    location / {
        proxy_pass http://localhost:3000;
        proxy_set_header Host $host;
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
    }
}

将所有请求通过 proxy_pass 指令代理到 http://localhost:3000，即本地运行的后端服务器。

本篇已收于mikechen原创超30万字《阿里架构师进阶专题合集》里面。