Nginx是什么
代理服務器:一般是指局域網內部的機器通過代理服務器發(fā)送請求到互聯網上的服務器,代理服務器一般作用在客戶端。應用比如：GoAgent，翻墻神器.
一個完整的代理請求過程為：客戶端首先與代理服務器創(chuàng)建連接，接著根據代理服務器所使用的代理協議，請求對目標服務器創(chuàng)建連接、或者獲得目標服務器的指定資源。 Web代理（proxy）服務器是網絡的中間實體。 代理位于Web客戶端和Web服務器之間，扮演“中間人”的角色。HTTP的代理服務器即是Web服務器又是Web客戶端。
代理服務器是介于客戶端和Web服務器之間的另一臺服務器，有了它之后，瀏覽器不是直接到Web服務器去取回網頁而是向代理服務器發(fā)出請求，信號會先送到代理服務器，由代理服務器來取回瀏覽器所需要的信息并傳送給你的瀏覽器。
正向代理 是一個位于客戶端和原始服務器(origin server)之間的服務器，為了從原始服務器取得內容，客戶端向代理發(fā)送一個請求并指定目標(原始服務器)，然后代理向原始服務器轉交請求并將獲得的內容返回給客戶端。客戶端必須要進行一些特別的設置才能使用正向代理。
反向代理服務器：在服務器端接受客戶端的請求，然后把請求分發(fā)給具體的服務器進行處理，然后再將服務器的響應結果反饋給客戶端。Nginx就是其中的一種反向代理服務器軟件。
Nginx：Nginx ("engine x") ，Nginx (“engine x”) 是俄羅斯人Igor Sysoev(塞索耶夫)編寫的一款高性能的 HTTP 和反向代理服務器。也是一個IMAP/POP3/SMTP代理服務器；也就是說，Nginx本身就可以托管網站，進行HTTP服務處理，也可以作為反向代理服務器使用。
說明：客戶端必須設置正向代理服務器，當然前提是要知道正向代理服務器的IP地址，還有代理程序的端口。
反向代理正好與正向代理相反，對于客戶端而言代理服務器就像是原始服務器，并且客戶端不需要進行任何特別的設置。客戶端向反向代理的命名空間(name-space)中的內容發(fā)送普通請求，接著反向代理將判斷向何處(原始服務器)轉交請求，并將獲得的內容返回給客戶端。
用戶A始終認為它訪問的是原始服務器B而不是代理服務器Z，但實用際上反向代理服務器接
受用戶A的應答，
從原始資源服務器B中取得用戶A的需求資源，然后發(fā)送給用戶A。由于防火墻的作用，只允
許代理服務器Z訪問原始資源服務器B。盡管在這個虛擬的環(huán)境下，防火墻和反向代理的共同
作用保護了原始資源服務器B，但用戶A并不知情。
Nginx的應用現狀
Nginx 已經在俄羅斯最大的門戶網站── Rambler Media（www.rambler.ru）上運行了3年時間，同時俄羅斯超過20%的虛擬主機平臺采用Nginx作為反向代理服務器。
在國內，已經有 淘寶、新浪博客、新浪播客、網易新聞、六間房、56.com、Discuz!、水木社區(qū)、豆瓣、YUPOO、海內、迅雷在線 等多家網站使用 Nginx 作為Web服務器或反向代理服務器。
Nginx的特點
跨平臺：Nginx 可以在大多數 Unix like OS編譯運行，而且也有Windows的移植版本。
配置異常簡單：非常容易上手。配置風格跟程序開發(fā)一樣，神一般的配置
非阻塞、高并發(fā)連接：數據復制時，磁盤I/O的第一階段是非阻塞的。官方測試能夠支撐5萬并發(fā)連接，在實際生產環(huán)境中跑到2——3萬并發(fā)連接數.(這得益于Nginx使用了最新的epoll模型)
事件驅動：通信機制采用epoll模型，支持更大的并發(fā)連接。
Nginx的事件處理機制
對于一個基本的web服務器來說，事件通常有三種類型，網絡事件、信號、定時器。
首先看一個請求的基本過程：建立連接---接收數據---發(fā)送數據 。
再次看系統底層的操作 ：上述過程（建立連接---接收數據---發(fā)送數據）在系統底層就是讀寫事件。
（1）如果采用阻塞調用的方式，當讀寫事件沒有準備好時，必然不能夠進行讀寫事件，那么久只好等待，等事件準備好了，才能進行讀寫事件。那么請求就會被耽擱 。阻塞調用會進入內核等待，cpu就會讓出去給別人用了，對單線程的worker來說，顯然不合適，當網絡事件越多時，大家都在等待呢，cpu空閑下來沒人用，cpu利用率自然上不去了，更別談高并發(fā)了 。
（2）既然沒有準備好阻塞調用不行，那么采用非阻塞方式。非阻塞就是，事件，馬上返回EAGAIN，告訴你，事件還沒準備好呢，你慌什么，過會再來吧。好吧，你過一會，再來檢查一下事件，直到事件準備好了為止，在這期間，你就可以先去做其它事情，然后再來看看事件好了沒。雖然不阻塞了，但你得不時地過來檢查一下事件的狀態(tài)，你可以做更多的事情了，但帶來的開銷也是不小的
小結：非阻塞通過不斷檢查事件的狀態(tài)來判斷是否進行讀寫操作，這樣帶來的開銷很大。
（3）因此才有了異步非阻塞的事件處理機制。具體到系統調用就是像select/poll/epoll/kqueue這樣的系統調用。他們提供了一種機制，讓你可以同時監(jiān)控多個事件，調用他們是阻塞的，但可以設置超時時間，在超時時間之內，如果有事件準備好了，就返回。這種機制解決了我們上面兩個問題。
以epoll為例：當事件沒有準備好時，就放入epoll(隊列)里面。如果有事件準備好了，那么就去處理；如果事件返回的是EAGAIN，那么繼續(xù)將其放入epoll里面。從而，只要有事件準備好了，我們就去處理她，只有當所有時間都沒有準備好時，才在epoll里面等著。這樣，我們就可以并發(fā)處理大量的并發(fā)了，當然，這里的并發(fā)請求，是指未處理完的請求，線程只有一個，所以同時能處理的請求當然只有一個了，只是在請求間進行不斷地切換而已，切換也是因為異步事件未準備好，而主動讓出的。這里的切換是沒有任何代價，你可以理解為循環(huán)處理多個準備好的事件，事實上就是這樣的。
（4）與多線程的比較：
與多線程相比，這種事件處理方式是有很大的優(yōu)勢的，不需要創(chuàng)建線程，每個請求占用的內存也很少，沒有上下文切換，事件處理非常的輕量級。并發(fā)數再多也不會導致無謂的資源浪費（上下文切換）。
小結：通過異步非阻塞的事件處理機制，Nginx實現由進程循環(huán)處理多個準備好的事件，從而實現高并發(fā)和輕量級。
master/worker結構：一個master進程，生成一個或多個worker進程
內存消耗小：處理大并發(fā)的請求內存消耗非常小。在3萬并發(fā)連接下，開啟的10個Nginx 進程才消耗150M內存（15M*10=150M） 成本低廉：Nginx為開源軟件，可以免費使用。而購買F5 BIG-IP、NetScaler等硬件負載均衡交換機則需要十多萬至幾十萬人民幣
內置的健康檢查功能：如果 Nginx Proxy 后端的某臺 Web 服務器宕機了，不會影響前端訪問。
節(jié)省帶寬：支持 GZIP 壓縮，可以添加瀏覽器本地緩存的 Header 頭。
穩(wěn)定性高：用于反向代理，宕機的概率微乎其微
Nginx的不為人知的特點
1、nginx代理和后端web服務器間無需長連接；
2、接收用戶請求是異步的，即先將用戶請求全部接收下來，再一次性發(fā)送后后端web服務器，極大的減輕后端web服務器的壓力
3、發(fā)送響應報文時，是邊接收來自后端web服務器的數據，邊發(fā)送給客戶端的
4、網絡依賴型低。NGINX對網絡的依賴程度非常低，理論上講，只要能夠ping通就可以實施負載均衡，而且可以有效區(qū)分內網和外網流量
5、支持服務器檢測。NGINX能夠根據應用服務器處理頁面返回的狀態(tài)碼、超時信息等檢測服務器是否出現故障，并及時返回錯誤的請求重新提交到其它節(jié)點上
Nginx的內部(進程)模型
nginx是以多進程的方式來工作的，當然nginx也是支持多線程的方式的,只是我們主流的方式還是多進程的方式，也是nginx的默認方式。nginx采用多進程的方式有諸多好處 .
（1）nginx在啟動后，會有一個master進程和多個worker進程。master進程主要用來管理worker進程，包含：接收來自外界的信號，向各worker進程發(fā)送信號，監(jiān)控 worker進程的運行狀態(tài),當worker進程退出后(異常情況下)，會自動重新啟動新的worker進程。而基本的網絡事件，則是放在worker進程中來處理了 。多個worker進程之間是對等的，他們同等競爭來自客戶端的請求，各進程互相之間是獨立的 。一個請求，只可能在一個worker進程中處理，一個worker進程，不可能處理其它進程的請求。 worker進程的個數是可以設置的，一般我們會設置與機器cpu核數一致，這里面的原因與nginx的進程模型以及事件處理模型是分不開的 。
（2）Master接收到信號以后怎樣進行處理（./nginx -s reload ）?首先master進程在接到信號后，會先重新加載配置文件，然后再啟動新的進程，并向所有老的進程發(fā)送信號，告訴他們可以光榮退休了。新的進程在啟動后，就開始接收新的請求，而老的進程在收到來自master的信號后，就不再接收新的請求，并且在當前進程中的所有未處理完的請求處理完成后，再退出 .
（3）worker進程又是如何處理請求的呢？我們前面有提到，worker進程之間是平等的，每個進程，處理請求的機會也是一樣的。當我們提供80端口的http服務時，一個連接請求過來，每個進程都有可能處理這個連接，怎么做到的呢？首先，每個worker進程都是從master進程fork過來，在master進程里面，先建立好需要listen的socket之后，然后再fork出多個worker進程，這樣每個worker進程都可以去accept這個socket(當然不是同一個socket，只是每個進程的這個socket會監(jiān)控在同一個ip地址與端口，這個在網絡協議里面是允許的)。一般來說，當一個連接進來后，所有在accept在這個socket上面的進程，都會收到通知，而只有一個進程可以accept這個連接，其它的則accept失敗，這是所謂的驚群現象。當然，nginx也不會視而不見，所以nginx提供了一個accept_mutex這個東西，從名字上，我們可以看這是一個加在accept上的一把共享鎖。有了這把鎖之后，同一時刻，就只會有一個進程在accpet連接，這樣就不會有驚群問題了。accept_mutex是一個可控選項，我們可以顯示地關掉，默認是打開的。當一個worker進程在accept這個連接之后，就開始讀取請求，解析請求，處理請求，產生數據后，再返回給客戶端，最后才斷開連接，這樣一個完整的請求就是這樣的了。我們可以看到，一個請求，完全由worker進程來處理，而且只在一個worker進程中處理。
（4）nginx采用這種進程模型有什么好處呢？采用獨立的進程，可以讓互相之間不會影響，一個進程退出后，其它進程還在工作，服務不會中斷，master進程則很快重新啟動新的worker進程。當然，worker進程的異常退出，肯定是程序有bug了，異常退出，會導致當前worker上的所有請求失敗，不過不會影響到所有請求，所以降低了風險。當然，好處還有很多，大家可以慢慢體會。
（5）有人可能要問了，nginx采用多worker的方式來處理請求，每個worker里面只有一個主線程，那能夠處理的并發(fā)數很有限啊，多少個worker就能處理多少個并發(fā)，何來高并發(fā)呢？非也，這就是nginx的高明之處，nginx采用了異步非阻塞的方式來處理請求，也就是說，nginx是可以同時處理成千上萬個請求的 .對于IIS服務器每個請求會獨占一個工作線程，當并發(fā)數上到幾千時，就同時有幾千的線程在處理請求了。這對操作系統來說，是個不小的挑戰(zhàn)，線程帶來的內存占用非常大，線程的上下文切換帶來的cpu開銷很大，自然性能就上不去了，而這些開銷完全是沒有意義的。我們之前說過，推薦設置worker的個數為cpu的核數，在這里就很容易理解了，更多的worker數，只會導致進程來競爭cpu資源了，從而帶來不必要的上下文切換。而且，nginx為了更好的利用多核特性，提供了cpu親緣性的綁定選項，我們可以將某一個進程綁定在某一個核上，這樣就不會因為進程的切換帶來cache的失效
Nginx是如何處理一個請求
首先，nginx在啟動時，會解析配置文件，得到需要監(jiān)聽的端口與ip地址，然后在nginx的master進程里面，先初始化好這個監(jiān)控的socket(創(chuàng)建socket，設置addrreuse等選項，綁定到指定的ip地址端口，再listen)，然后再fork(一個現有進程可以調用fork函數創(chuàng)建一個新進程。由fork創(chuàng)建的新進程被稱為子進程 )出多個子進程出來，然后子進程會競爭accept新的連接。此時，客戶端就可以向nginx發(fā)起連接了。當客戶端與nginx進行三次握手，與nginx建立好一個連接后，此時，某一個子進程會accept成功，得到這個建立好的連接的socket，然后創(chuàng)建nginx對連接的封裝，即ngx_connection_t結構體。接著，設置讀寫事件處理函數并添加讀寫事件來與客戶端進行數據的交換。最后，nginx或客戶端來主動關掉連接，到此，一個連接就壽終正寢了。
當然，nginx也是可以作為客戶端來請求其它server的數據的（如upstream模塊），此時，與其它server創(chuàng)建的連接，也封裝在ngx_connection_t中。作為客戶端，nginx先獲取一個ngx_connection_t結構體，然后創(chuàng)建socket，并設置socket的屬性（ 比如非阻塞）。然后再通過添加讀寫事件，調用connect/read/write來調用連接，最后關掉連接，并釋放ngx_connection_t。
說明：nginx在實現時，是通過一個連接池來管理的，每個worker進程都有一個獨立的連接池，連接池的大小是worker_connections。這里的連接池里面保存的其實不是真實的連接，它只是一個worker_connections大小的一個ngx_connection_t結構的數組。并且，nginx會通過一個鏈表free_connections來保存所有的空閑ngx_connection_t，每次獲取一個連接時，就從空閑連接鏈表中獲取一個，用完后，再放回空閑連接鏈表里面。
在這里，很多人會誤解worker_connections這個參數的意思，認為這個值就是nginx所能建立連接的最大值。其實不然，這個值是表示每個worker進程所能建立連接的最大值，所以，一個nginx能建立的最大連接數，應該是worker_connections * worker_processes。當然，這里說的是最大連接數，對于HTTP請求本地資源來說，能夠支持的最大并發(fā)數量是worker_connections * worker_processes，而如果是HTTP作為反向代理來說，最大并發(fā)數量應該是worker_connections * worker_processes/2。因為作為反向代理服務器，每個并發(fā)會建立與客戶端的連接和與后端服務的連接，會占用兩個連接。
Nginx典型的應用場景
負載均衡技術在現有網絡結構之上提供了一種廉價、有效、透明的方法，來擴展網絡設備和服務器的帶寬、增加吞吐量、加強網絡數據處理能力、提高網絡的靈活性和可用性。它有兩方面的含義：首先，大量的并發(fā)訪問或數據流量分擔到多臺節(jié)點設備上分別處理，減少用戶等待響應的時間；其次，單個重負載的運算分擔到多臺節(jié)點設備上做并行處理，每個節(jié)點設備處理結束后，將結果匯總，返回給用戶，系統處理能力得到大幅度提高
Nginx的應用
1、到官網下載Windows版本，下載地址：http://nginx.org/en/download.html
2、解壓到磁盤任一目錄
3、修改配置文件：具體參考備注。
4、啟動服務：
直接運行nginx.exe，缺點控制臺窗口關閉，服務關閉。
守護進程的方式啟動：start nginx.exe
5、停止服務：nginx -s stop
重新加載配置：nginx -s reload
Nginx常見配置說明
worker_processes 8;
#nginx進程數，建議設置為等于CPU總核心數
worker_connections 65535;
#單個進程最大連接數（最大連接數=連接數*進程數）
client_header_buffer_size 32k; #上傳文件大小限制
large_client_header_buffers 4 64k; #設定請求緩
client_max_body_size 8m; #設定請求緩
autoindex on; #開啟目錄列表訪問，合適下載服務器，默認關閉。
tcp_nopush on; #防止網絡阻塞
tcp_nodelay on; #防止網絡阻塞
keepalive_timeout 120; #長連接超時時間，單位是秒
gzip on; #開啟gzip壓縮輸出
gzip_min_length 1k; #最小壓縮文件大小
gzip_buffers 4 16k; #壓縮緩沖區(qū)
gzip_http_version 1.0; #壓縮版本（默認1.1，前端如果是squid2.5請使用1.0）
gzip_comp_level 2; #壓縮等級
upstream blog.ha97.com {
#upstream的負載均衡，weight是權重，可以根據機器配置定義權重。weigth參數表示權值，權值越高被分配到的幾率越大。
server 192.168.80.121:80 weight=3;
server 192.168.80.122:80 weight=2;
server 192.168.80.123:80 weight=3;
}
#虛擬主機的配置
server
{
#監(jiān)聽端口
listen 80;
#域名可以有多個，用空格隔開
server_name www.ha97.com ha97.com;
index index.html index.htm index.php;
root /data/www/ha97;
location —— .*.(php|php5)?$
{
fastcgi_pass 127.0.0.1:9000;
fastcgi_index index.php;
include fastcgi.conf;
}
模塊參數
#定義Nginx運行的用戶和用戶組
user www www;
#nginx進程數，建議設置為等于CPU總核心數。
worker_processes 8;
#全局錯誤日志定義類型，[ debug | info | notice | warn | error | crit ]
error_log ar/loginx/error.log info;
#進程文件
pid ar/runinx.pid;
#一個nginx進程打開的最多文件描述符數目，理論值應該是最多打開文件數（系統的值ulimit -n）與nginx進程數相除，但是nginx分配請求并不均勻，
所以建議與ulimit -n的值保持一致。
worker_rlimit_nofile 65535;
#工作模式與連接數上限
events
{
#參考事件模型，use [ kqueue | rtsig | epoll | /dev/poll | select | poll ]; epoll模型是Linux 2.6以上版本內核中的高性能網絡I/O模型，
如果跑在FreeBSD上面，就用kqueue模型。
use epoll;
#單個進程最大連接數（最大連接數=連接數*進程數）
worker_connections 65535;
}
#設定http服務器
http
{
include mime.types; #文件擴展名與文件類型映射表
default_type application/octet-stream; #默認文件類型
#charset utf-8; #默認編碼
server_names_hash_bucket_size 128; #服務器名字的hash表大小
client_header_buffer_size 32k; #上傳文件大小限制
large_client_header_buffers 4 64k; #設定請求緩
client_max_body_size 8m; #設定請求緩
sendfile on; #開啟高效文件傳輸模式，sendfile指令指定nginx是否調用sendfile函數來輸出文件，對于普通應用設為 on，如果用來進行下載等應用磁盤IO重負載應用，
可設置為off，以平衡磁盤與網絡I/O處理速度，降低系統的負載。注意：如果圖片顯示不正常把這個改成off。
autoindex on; #開啟目錄列表訪問，合適下載服務器，默認關閉。
tcp_nopush on; #防止網絡阻塞
tcp_nodelay on; #防止網絡阻塞
keepalive_timeout 120; #長連接超時時間，單位是秒
#FastCGI相關參數是為了改善網站的性能：減少資源占用，提高訪問速度。下面參數看字面意思都能理解。
fastcgi_connect_timeout 300;
fastcgi_send_timeout 300;
fastcgi_read_timeout 300;
fastcgi_buffer_size 64k;
fastcgi_buffers 4 64k;
fastcgi_busy_buffers_size 128k;
fastcgi_temp_file_write_size 128k;
#gzip模塊設置
gzip on; #開啟gzip壓縮輸出
gzip_min_length 1k; #最小壓縮文件大小
gzip_buffers 4 16k; #壓縮緩沖區(qū)
gzip_http_version 1.0; #壓縮版本（默認1.1，前端如果是squid2.5請使用1.0）
gzip_comp_level 2; #壓縮等級
gzip_types text/plain application/x-javascript text/css application/xml;
#壓縮類型，默認就已經包含textml，所以下面就不用再寫了，寫上去也不會有問題，但是會有一個warn。
gzip_vary on;
#limit_zone crawler $binary_remote_addr 10m; #開啟限制IP連接數的時候需要使用
upstream blog.ha97.com {
#upstream的負載均衡，weight是權重，可以根據機器配置定義權重。weigth參數表示權值，權值越高被分配到的幾率越大。
server 192.168.80.121:80 weight=3;
server 192.168.80.122:80 weight=2;
server 192.168.80.123:80 weight=3;
}
#虛擬主機的配置
server
{
#監(jiān)聽端口
listen 80;
#域名可以有多個，用空格隔開
server_name www.ha97.com ha97.com;
index index.html index.htm index.php;
root /data/www/ha97;
location —— .*.(php|php5)?$
{
fastcgi_pass 127.0.0.1:9000;
fastcgi_index index.php;
include fastcgi.conf;
}
#圖片緩存時間設置
location —— .*.(gif|jpg|jpeg|png|bmp|swf)$
{
expires 10d;
}
#JS和CSS緩存時間設置
location —— .*.(js|css)?$
{
expires 1h;
}
#日志格式設定
log_format access '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
'$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
'"$http_user_agent" $http_x_forwarded_for';
#定義本虛擬主機的訪問日志
access_log ar/loginx/ha97access.log access;
#對 "/" 啟用反向代理
location / {
proxy_pass http://127.0.0.1:88;
proxy_redirect off;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
#后端的Web服務器可以通過X-Forwarded-For獲取用戶真實IP
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
#以下是一些反向代理的配置，可選。
proxy_set_header Host $host;
client_max_body_size 10m; #允許客戶端請求的最大單文件字節(jié)數
client_body_buffer_size 128k; #緩沖區(qū)代理緩沖用戶端請求的最大字節(jié)數，
proxy_connect_timeout 90; #nginx跟后端服務器連接超時時間(代理連接超時)
proxy_send_timeout 90; #后端服務器數據回傳時間(代理發(fā)送超時)
proxy_read_timeout 90; #連接成功后，后端服務器響應時間(代理接收超時)
proxy_buffer_size 4k; #設置代理服務器（nginx）保存用戶頭信息的緩沖區(qū)大小
proxy_buffers 4 32k; #proxy_buffers緩沖區(qū)，網頁平均在32k以下的設置
proxy_busy_buffers_size 64k; #高負荷下緩沖大小（proxy_buffers*2）
proxy_temp_file_write_size 64k;
#設定緩存文件夾大小，大于這個值，將從upstream服務器傳
}
#設定查看Nginx狀態(tài)的地址
location /NginxStatus {
stub_status on;
access_log on;
auth_basic "NginxStatus";
auth_basic_user_file confpasswd;
#htpasswd文件的內容可以用apache提供的htpasswd工具來產生。
}
#本地動靜分離反向代理配置
#所有jsp的頁面均交由tomcat或resin處理
location —— .(jsp|jspx|do)?$ {
proxy_set_header Host $host;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
proxy_pass http://127.0.0.1:8080;
}
#所有靜態(tài)文件由nginx直接讀取不經過tomcat或resin
location —— .*.(htm|html|gif|jpg|jpeg|png|bmp|swf|ioc|rar|zip|txt|flv|mid|doc|ppt|pdf|xls|mp3|wma)$
{ expires 15d; }
location —— .*.(js|css)?$
{ expires 1h; }
}
}
更詳細的模塊參數請參考：http://wiki.nginx.org/Main
案例
Nginx+IIS服務器搭建服務器集群
配置靜態(tài)資源
location —— /.(jpg|png|jpeg|bmp|gif|swf|css)$
{
expires 30d;
root /nginx-1.4.7;#root:
break;
}
