一、Nginx 入门 - 牛刀小试

首先要了解什么是 Nginx？注意读音，是 Engine X，而不是恩静因克斯。

根据官方定义，它是世界上最受欢迎的 Web 服务器、高性能负载均衡器、反向代理、API 网关和内容缓存。

虽然听不懂，但是感觉很厉害的样子。

简单来说，Nginx 不仅能部署网站，而且相比其他的 Web 服务器，它能够用更少的资源，同时处理更多用户的请求，让网站速度更快更稳定，这也是企业选择 Nginx 的原因。

下面我们就牛刀小试，用 Nginx 启动一个网站！

1、Nginx 安装

首先我们需要安装 Nginx ，先到官网中根据操作系统下载一个稳定版本的压缩包，下载完成之后解压一下。

如果是 Windows 系统，双击 exe 文件启动即可；如果是 Mac 或 Linux 系统，可以打开终端并进入该目录，手动编译安装后执行 Nginx 命令启动。

当然也可以使用第三方的包管理工具，比如 Chocolatey（Windows）、Homebrew（Mac）、Yum（Linux）。

或者使用现成的服务器运维面板，比如宝塔 Linux，可以傻瓜式一键安装：

2、修改网页文件

启动成功后，我们访问本机域名 localhost:80 （80 为默认端口，可以省略），就可以看到 Nginx 为我们提供的默认网站了。

那如果想自己修改网页内容，怎么办呢？

我们要找到 Nginx 的大脑，也就是配置文件。进入配置目录 conf ，就可以看到配置文件 nginx.conf 了。配置文件由块和指令组成，可以通过修改配置实现各种功能，比如通过 location 块和 root 指令配置网站文件的根路径：

我们找到这个 index.html 文件，修改网页的内容并保存：

重新访问就可以看到效果啦！

看到这里，恭喜你，已经超过 30% 的程序员了！

二、Nginx 常用操作 - 明劲

下面，我们要成为 Nginx 明劲武者。所谓明劲，就是要熟悉 Nginx 的基本配置和常用操作，能够满足企业开发中的大多数需求，如果你的目标是开发岗，那么学完下面这些就足够找工作了。

1、静态文件服务

我们开发好的网站，通常包含像 HTML、CSS、JavaScript、图片等文件，由于这些文件的内容在存储时是固定的，被称为静态文件。

如果你要让别人访问到开发好的网站，只把网站文件放到服务器上还是不够的，还需要一个 Web 服务器，能够接受用户的访问请求，并找到对应位置的文件进行响应。

Nginx 最基本的功能，就是作为 Web 服务器提供静态文件服务。

打开 Nginx 的配置文件 nginx.conf ，添加 location 块，用于根据请求地址处理请求。比如我们通过 root 指令定义静态文件根目录，通过 index 指令定义默认首页文件：

server {
 listen       80;
 server_name localhost;

 location / {
   root /tmp/nginx/html;  # 指定静态文件根目录
   index index.html;  # 默认首页
}
}

保存配置，然后执行 nginx -s reload 命令来重载配置，再次访问网站时就会返回刚配置的目录下的首页文件。

企业项目中，需要为特定路径定义不同的处理规则，location 块的配置会更复杂。支持根据请求路径的特定部分、正则表达式等进行匹配，比如到特定目录去寻找图片：

server {
 listen 80;                          # 监听 80 端口
 server_name example.com;            # 指定域名

 # 根路径的配置，返回静态文件
 location / {
   root /var/www/html;             # 指向静态文件的根目录
   index index.html;               # 默认首页文件
   try_files $uri $uri/ =404;     # 如果文件不存在，则返回 404
}

 # 处理以 /images/ 开头的请求
 location /images/ {
   root /var/www/assets/images/;  # 指向图片目录
}

 # 正则匹配，处理以 .php 结尾的请求
 location ~ \.php$ {
   include fastcgi_params;          # 包含 FastCGI 参数
   fastcgi_pass 127.0.0.1:9000;    # 将请求转发到 FastCGI 处理程序
   fastcgi_index index.php;         # 设置 FastCGI 的默认索引文件
   fastcgi_param SCRIPT_FILENAME $document_root$fastcgi_script_name;  # 定义脚本文件名
}
}

2、反向代理

Nginx 的另一个常用功能是用作反向代理服务器。什么是反向代理呢？一句话：Nginx 作为中介，帮后端服务器接受请求。

反向代理有什么作用呢？

首先是请求转发和解决跨域。比如在 location 块中添加 proxy_pass 配置，可以将 Nginx 在 80 端口收到的 /api 路径的请求转发到本地 8080 端口的后端服务。

server {
   listen 80;  # 监听 80 端口
   server_name localhost;  # 替换为你的域名或 IP 地址

   location /api {
       proxy_pass http://localhost:8080;  # 代理到本地的 8080 端口
  }
}

这样就隐藏了后端服务器的 IP 地址，让客户端完全感知不到后端服务器的存在，更加安全。

而且还能让前端和后端的域名统一，解决了跨域问题。

反向代理还可以用于实现负载均衡。由于企业项目的流量巨大，通常需要有多台后端服务器。Nginx 可以作为高性能网关，统一接收请求，并将请求按照特定规则转发到不同的后端服务器进行处理，从而分散了请求压力，避免单一服务器过载。

在 Nginx 中实现负载均衡非常简单，首先通过 upstream 块定义了一个名为 backend 的服务器组，其中包含两个后端服务器，然后通过反向代理配置将请求转发到这个服务器组即可：

upstream backend {
 server localhost:8080;  # 第一个后端服务器
 server localhost:8081;  # 第二个后端服务器
}

server {
 listen 80;
 server_name localhost;

 location /api {
   proxy_pass http://backend;  # 代理到负载均衡的后端服务器
}
}

这样每次都访问同一个地址，会交替返回两种不同的内容，这是因为 Nginx 的默认负载均衡算法是轮询，请求会被平均转发到两个不同的服务进行处理。

反向代理还有更多的作用，比如缓存常见请求的响应、减少后端负担，集中处理 SSL 加密、认证和日志记录等功能，后面会依次讲解。

3、改写请求和响应

第三个 Nginx 的常用功能是改写请求和响应。在请求到达服务器或响应返回给客户端之前，Nginx 可以对其进行修改。

改写请求与响应有什么作用呢？有几个比较典型的场景：

1）控制浏览器缓存

首先，设置响应头 可以帮助我们控制浏览器缓存。通过 Nginx 的 add_header 指令，可以为响应添加自定义的 HTTP 头部，从而指导浏览器如何处理缓存。比如设置缓存有效期为 30 天：

location /images/ {
   root /tmp/nginx/html;
   expires 30d;  # 设置缓存有效期为 30 天
   add_header Cache-Control "public";  # 设置缓存头
}

这样，当用户访问图片时，浏览器会在本地缓存这些图片，下次访问时就不用访问服务器了，提高速度并减少对服务器的请求。

2）重定向

请求重定向允许我们将请求从一个地址自动引导到另一个地址，常见的应用场景包括将 HTTP 请求重定向到 HTTPS，或者将旧地址重定向到新地址。

在 Nginx 中，可以使用 return 指令 + 302 状态码配置重定向：

location /old-page {
   return 302 https://codefather.cn  # 重定向到新页面
}

当用户访问某个过期页面时，会被重定向自动跳转到新网站。

3）URI 重写

比重定向更高级一些，Nginx 提供了 rewrite 指令，支持正则表达式，可以非常灵活地将请求重写为不同的路径或网站。比如将 /api/v1/users 的请求重写为 /api/users：

location /api/v1/ {
   rewrite ^/api/v1/(.*)$ /api/$1 break;  # 将 /api/v1/ 的请求重写为 /api/
}

这样一来，后端就不用再关注 /api/v1/ 的存在了，这种方法在网站迁移或者结构调整时非常有用。大家也不用去记忆改写的具体语法，随用随查就行。

看到这里，恭喜你，超过 60% 的程序员了。

三、Nginx 高级操作 - 暗劲

下面，我们要成为 Nginx 的暗劲高手。所谓暗劲，又分为 2 种境界。

• 熟悉 Nginx 的各种特性和高级配置，能更快速地配置和管理 Nginx，为小圆满
• 熟悉 Nginx 工具和模块生态，能够灵活运用 Nginx 进行架构设计、并巧妙地解决各种需求，为大圆满。

暗劲境界的高手，挑战大厂开发、架构师、高级系统管理员岗位，不成问题。

1、Nginx 高级配置

我们先挑战小圆满，Nginx 的配置项实在是太多了，这里我就挑选几个相对实用的来讲解。

1）日志记录

为了分析网站流量、用户行为和报错信息，我们可以开启 Nginx 日志功能。分为访问日志和错误日志。

访问日志会记录所有请求的信息，更全面，可以通过修改 access_log 指令调整日志存储路径：

http {
 log_format custom_format 'yupi $remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                         '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                         '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';
 
 access_log /rap/access.log custom_format;  # 配置访问日志

 server {
   listen       80;
   server_name localhost;
 
   location / {
     root /tmp/nginx/html;  # 指定静态文件根目录
     index index.html;  # 默认首页
  }
}
}

而错误日志仅记录 Nginx 在处理请求时遇到的问题，错误又分为 8 个级别：

可以为不同的级别指定不同的日志输出路径：

access_log /rap/access.log custom_format;  # 配置访问日志
error_log /rap/error.log error;  # 配置错误日志

开启日志功能后，就能直接在文件中查看日志了。

2）访问控制

如果有恶意用户攻击我们的网站，怎么办？

莫慌，Nginx 提供了访问控制功能，可以使用 allow 和 deny 指令对 IP 访问进行限制，比如不让 127.0.0.1 这个 IP 访问：

server {
   listen 80;
   server_name localhost;

   location / {
       # 拒绝特定 IP 地址
       deny 127.0.0.1;
       # 除了写具体 ip 外，也可以写网段
       deny 192.168.1.0/24;
       # 允许所有其他 IP 地址
       allow all;
       proxy_pass http://localhost:8081;
   
  }
}

这样一来，攻击者就访问不了网站了！

3）限流

为了保护网站，我们还可以使用 Nginx 的限流功能。比如下面这段配置，通过定义请求限流区域并应用于根路径，限制每个 IP 地址在一分钟内最多只能发送 2 个请求。

# 定义限流区域，使用客户端的二进制 IP 地址作为唯一标识
# zone=one:10m 表示创建一个名为 "one" 的内存区域，大小为 10MB
# rate=2r/m 表示每个 IP 地址每分钟最多允许 2 个请求
limit_req_zone $binary_remote_addr zone=one:10m rate=2r/m;

server {
 listen 80;  # 监听 80 端口，接收 HTTP 请求
 server_name localhost;  # 设置服务器名称为 localhost

 location / {  # 配置根路径的请求处理
   # 应用限流配置，使用之前定义的 "one" 区域
   # burst=10 表示可以允许最多 10 个额外请求超出正常限速
   # nodelay 表示在突发请求情况下，这 10 个请求将立即被处理，不会被延迟
   limit_req zone=one burst=10 nodelay;

   # 将请求转发到本地的 8080 端口
   proxy_pass http://localhost:8080;  # 反向代理请求到后端服务
}
}

这样后端服务就不被流量激增影响，能够提高系统的稳定性。

4）虚拟主机

在企业开发中，我们为了节省成本，经常会在同一台服务器上部署多个网站项目，这时就需要使用 Nginx 的虚拟主机功能了。

每个网站通常就是一个虚拟主机，会有一个 server_name 名称对应访问网站的域名，比如我这里配置 2 台虚拟主机：

# 虚拟主机1
server {
   listen 80;                           # 监听 80 端口
   server_name localhost;               # 配置域名为 example.com

   root /tmp/nginx/html;            # 网站根目录
   index localhost.html;                # 默认首页
}

# 虚拟主机2
server {
   listen 80;                           # 监听 80 端口
   server_name 127.0.0.1;               # 配置域名为 another.com

   root /tmp/nginx/html;            # 网站根目录
   index 127.html;                      # 默认首页
}

配置虚拟主机后，Nginx 就能够根据请求的域名找到对应的网站配置，并处理请求。

5）其他

除了上面这些，还有很多企业开发中可能会用到的 Nginx 高级配置和技巧。

比如可以：

• 通过后端响应缓存配置，让 Nginx 直接从缓存中读取数据来响应请求，这样能够显著提升性能、减少服务器压力。
• 通过正向代理的设置，Nginx 可以作为 “跳板机”，帮客户端发起请求，从而访问原本无法直接访问的资源。
• 通过自定义错误页面，能够给用户提供更友好的错误提示信息。

此外，Nginx 支持 WebSocket、HTTPS 和 HTTP/2 等多种协议，还可以配置 Gzip 压缩来减少传输的数据量，进一步优化性能。

最后，Nginx 自身也支持一系列性能调优的配置，比如工作进程与连接数配置，可以从容应对高并发和大流量场景。

worker_processes auto; # 自动检测 CPU 核心数，设置工作进程数

events {
   worker_connections 2048; # 每个工作进程的最大连接数
}

2、Nginx 工具和模块生态

想成为 Nginx 大圆满高手，就要懂得利用工具和生态，比如可视化工具、模块和开源项目。

首先，Nginx 的配置和运维对初学者来说可能比较复杂，这时可以利用 Nginx 官方推出的 Nginx Amplify、轻量级的 Nginx-UI 或者宝塔 Linux 服务器管理面板等可视化工具，通过图形界面来更直观地查看配置、分析流量和性能指标，从而提高操作和运维效率。

其次，Nginx 的功能并不是一成不变的，我们可以通过各种各样的模块来扩展它的能力，比如我们常用于健康检查的 nginx_upstream_check_module 模块、实现 JavaScript 语言扩展的 njs 模块。

但手动安装模块的过程是比较繁琐的，需要下载源码并进行编译。

这种情况下，我们就可以选择 OpenResty 这样一个基于 Nginx 的高性能 Web 平台，它集成了大量模块、依赖项和 Lua 脚本库，能够让你直接在 Nginx 里开发复杂的业务逻辑，充分利用 Nginx 的非阻塞 I/O 模型来提升应用的性能，适合超高并发的场景。

比如下图是网上的一个基于 OpenResty 实现的灰度发布架构：

四、Nginx 原理 - 化劲

想要突破为化劲强者，你需要去理解 Nginx 的核心原理，甚至是去钻研那晦涩难懂的 C 语言源码。

当然，为了应对面试，现在很多程序员迫不得已朝着化劲强者进发。

原理的学习就不是几分钟的视频能搞定的了，但是我可以帮大家划划重点。

• 负载均衡机制
• 事件驱动模型
• 请求处理流程
• 多进程架构
• 进程间通信机制
• 限流机制
• 缓存机制
• 压缩机制
• 资源复用

能搞懂这些，并且融会贯通，你就能够更自如地优化 Nginx 的性能和可用性等等，也就超过 99% 的程序员了。

当然，编程是学不完的，真正的 Nginx 绝世高手，可以给 Nginx 贡献代码，甚至是自立门户、手写 Nginx 的竞品。

我相信看到这里的小伙伴中肯定会出现绝世高手~