nginx的工作原理及配置

article/2025/10/4 5:25:17

nginx的工作原理及配置

nginx的模块与工作原理

nginx由内核和模块组成。其中，内核的设计非常微小和简洁，完成的工作也非常简单，仅仅通过查找配置文件将客户端请求映射到一个location block（location是nginx配置中的一个指令，用于URL匹配），而在这个location中所配置的每个指令将会启动不同的模块去完成相应的工作。

nginx的模块分类

nginx的模块从结构上分为核心模块、基础模块和第三方模块

  • HTTP模块、EVENT模块和MAIL模块等属于核心模块
  • HTTP Access模块、HTTP FastCGI模块、HTTP Proxy模块和HTTP Rewrite模块属于基本模块
  • HTTP Upstream模块、Request Hash模块、Notice模块和HTTP Access Key模块属于第三方模块

用户根据自己的需要开发的模块都属于第三方模块。正是有了如此多模块的支撑，nginx的功能才会如此强大

nginx模块从功能上可以分成三类

  • Handlers（处理器模块）。此类模块直接处理请求，并进行输出内容和修改headers信息等操作。handlers处理器模块一般只能有一个
  • Filters（过滤器模块）。此类模块主要对其他处理器模块输出的内容进行修改操作，最后由nginx输出
  • Proxies（代理器模块）。就是nginx的HTTP Upstream之类的模块，这些模块主要与后端一些服务比如fastcgi等操作交互，实现服务代理和负载均衡等功能

nginx模块

核心模块可选http模块补丁
事件模块邮件模块等等等等
标准http模块第三方模块
  • nginx基本模块：所谓基本模块，指的是nginx默认的功能模块，它们提供的指令，允许你使用定义nginx基本功能的变量，在编译时不能被禁用，包括：
    • 核心模块：基本功能和指令，如进程管理和安全。常见的核心模块指令，大部分是放置在配置文件的顶部
    • 事件模块：在Nginx内配置网络使用的能力。常见的events（事件）模块指令，大部分是放置在配置文件的顶部
    • 配置模块：提供包含机制

nginx的工作原理

nginx的模块直接被编译进nginx，因此属于静态编译方式。

启动nginx后，nginx的模块被自动加载，与Apache不一样，首先将模块编译为一个so文件，然后在配置文件中指定是否进行加载。

在解析配置文件时，nginx的每个模块都有可能去处理某个请求，但是同一个处理请求只能由一个模块来完成。

nginx的进程架构：
启动nginx时，会启动一个Master进程，这个进程不处理任何客户端的请求，主要用来产生worker线程，一个worker线程用来处理n个request。
在这里插入图片描述

nginx模块一次常规的HTTP请求和响应的过程
在这里插入图片描述

nginx的安装与配置

nginx的安装

创建系统用户nginx
[root@localhost ~]# useradd -r -M -s /sbin/nologin nginx安装依赖环境
[root@localhost ~]# yum -y install pcre-devel openssl openssl-devel gd-devel gcc gcc-c++
[root@localhost ~]# yum -y groups mark install 'Development Tools'创建日志存放目录
[root@localhost ~]# mkdir -p /var/log/nginx
[root@localhost ~]# chown -R nginx.nginx /var/log/nginx下载nginx编译安装
[root@localhost ~]# cd /usr/src/
[root@localhost src]# wget http://nginx.org/download/nginx-1.12.0.tar.gz
--2021-10-26 11:20:41--  http://nginx.org/download/nginx-1.12.0.tar.gz
正在解析主机 nginx.org (nginx.org)... 3.125.197.172, 52.58.199.22, 2a05:d014:edb:5702::6, ...
正在连接 nginx.org (nginx.org)|3.125.197.172|:80... 已连接。
已发出 HTTP 请求，正在等待回应... 200 OK
长度：980831 (958K) [application/octet-stream]
正在保存至: “nginx-1.12.0.tar.gz”100%[===================================>] 980,831      639KB/s 用时 1.5s   2021-10-26 11:20:43 (639 KB/s) - 已保存 “nginx-1.12.0.tar.gz” [980831/980831])[root@localhost src]# tar xf nginx-1.12.0.tar.gz
[root@localhost src]# cd nginx-1.12.0
[root@localhost nginx-1.12.0]# ./configure \
--prefix=/usr/local/nginx \
--user=nginx \
--group=nginx \
--with-debug \
--with-http_ssl_module \
--with-http_realip_module \
--with-http_image_filter_module \
--with-http_gunzip_module \
--with-http_gzip_static_module \
--with-http_stub_status_module \
--http-log-path=/var/log/nginx/access.log \
--error-log-path=/var/log/nginx/error.log[root@localhost nginx-1.12.0]# make -j $(grep 'processor' /proc/cpuinfo | wc -l) && make install

nginx配置

配置环境变量

[root@localhost ~]# echo 'export PATH=/usr/local/nginx/sbin:$PATH' > /etc/profile.d/nginx.sh
[root@localhost ~]# . /etc/profile.d/nginx.sh

服务控制使用nginx命令

-t 检查配置文件语法

[root@localhost ~]# nginx -t
nginx: the configuration file /usr/local/nginx/conf/nginx.conf syntax is ok
nginx: configuration file /usr/local/nginx/conf/nginx.conf test is successful

-v 输出nginx的版本

[root@localhost ~]# nginx -v
nginx version: nginx/1.12.0

-c 指定配置文件的路径

[root@localhost ~]# nginx -s stop ; nginx -c /opt/nginx.conf  ##直接停掉然后启动
[root@localhost ~]# ps -ef|grep nginx
root       99290       1  0 03:32 ?        00:00:00 nginx: master process nginx -c /opt/nginx.conf
nginx      99291   99290  0 03:32 ?        00:00:00 nginx: worker process
nginx      99292   99290  0 03:32 ?        00:00:00 nginx: worker process
root      101138    1653  0 03:33 pts/0    00:00:00 grep --color=auto nginx

-s 发送服务控制信号，可选值有{stop|quit|reopen|reload}

[root@localhost ~]# nginx -s quit
[root@localhost ~]# ss -antl
State  Recv-Q Send-Q  Local Address:Port   Peer Address:Port Process                                                      
LISTEN 0      128           0.0.0.0:22          0.0.0.0:*                                                                 
LISTEN 0      128              [::]:22             [::]:*

nginx配置文件详解

主配置文件：/usr/local/nginx/conf

  • 默认启动nginx时，使用的配置文件是：安装路径/conf/nginx.conf文件
  • 可以在启动nginx时通过-c选项来指定要读取的配置文件

nginx常见的配置文件及其作用

配置文件作用
nginx.confnginx的基本配置文件
mime.typesMIME类型关联的扩展文件
fastcgi.conf与fastcgi相关的配置
proxy.conf与proxy相关的配置
sites.conf配置nginx提供的网站，包括虚拟主机

nginx.conf配置详解

nginx.conf的内容分为以下几段：

  • main配置段：全局配置段。其中main配置段中可能包含event配置段
  • event {}：定义event模型工作特性
  • http {}：定义http协议相关的配置
nginx配置文件
[root@localhost ~]# vim /usr/local/nginx/conf
# 全局块user www-data;  ##用户worker_processes  2;  ## 默认1，一般建议设成CPU核数1-2倍error_log  logs/error.log; ## 错误日志路径pid  logs/nginx.pid; ## 进程id# Events块events {# 使用epoll的I/O 模型处理轮询事件。# 可以不设置，nginx会根据操作系统选择合适的模型use epoll;# 工作进程的最大连接数量, 默认1024个worker_connections  2048;# http层面的keep-alive超时时间keepalive_timeout 60;# 客户端请求头部的缓冲区大小client_header_buffer_size 2k;}# http块http { include mime.types;  # 导入文件扩展名与文件类型映射表default_type application/octet-stream;  # 默认文件类型# 日志格式及access日志路径log_format   main '$remote_addr - $remote_user [$time_local]  $status ''"$request" $body_bytes_sent "$http_referer" ''"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';access_log   logs/access.log  main; # 允许sendfile方式传输文件，默认为off。sendfile     on;tcp_nopush   on; # sendfile开启时才开启。# http server块# 简单反向代理server {listen       80;server_name  domain2.com www.domain2.com;access_log   logs/domain2.access.log  main;# 转发动态请求到web应用服务器location / {proxy_pass      http://127.0.0.1:8000;deny 192.24.40.8;  # 拒绝的ipallow 192.24.40.6; # 允许的ip   }# 错误页面error_page   500 502 503 504  /50x.html;location = /50x.html {root   html;}}# 负载均衡upstream backend_server {server 192.168.0.1:8000 weight=5; # weight越高，权重越大server 192.168.0.2:8000 weight=1;server 192.168.0.3:8000;server 192.168.0.4:8001 backup; # 热备}server {listen          80;server_name     big.server.com;access_log      logs/big.server.access.log main;charset utf-8;client_max_body_size 10M; # 限制用户上传文件大小，默认1Mlocation / {# 使用proxy_pass转发请求到通过upstream定义的一组应用服务器proxy_pass      http://backend_server;proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;proxy_set_header Host $http_host;proxy_redirect off;proxy_set_header X-Real-IP  $remote_addr;} }}

配置指令：要以分号结尾，语法格式如下：

derective value1 [value2 ...];

支持使用变量：

  • 内置变量：模块会提供内建变量定义
  • 自定义变量：set var_name value

用于调试、定位问题的配置参数

daemon {on|off};    //是否以守护进程方式运行nginx，调试时应设置为off
master_process {on|off};    //是否以master/worker模型来运行nginx，调试时可以设置为off
error_log 位置 级别;    //配置错误日志
位置级别
fliledebug：若要使用debug级别，需要在编译nginx时使用–with-debug选项
stderinfo notice warn error crit alert emerg
syslog:server=address[,parameter=value]
memory:size

正常运行必备的参数

user USERNAME [GROUPNAME];    //指定运行worker进程的用户和组
pid /path/to/pid_file;    //指定nginx守护进程的pid文件
worker_rlimit_nofile number;    //设置所有worker进程最大可以打开的文件数，默认为1024
worker_rlimit_core size;    //指明所有worker进程所能够使用的总体的最大核心文件大小，保持默认即可

优化性能的配置参数

worker_processes n;    //启动n个worker进程，这里的n为了避免上下文切换，通常设置为cpu总核心数-1或等于总核心数
worker_cpu_affinity cpumask ...;    //将进程绑定到某cpu中，避免频繁刷新缓存
//cpumask：使用8位二进制表示cpu核心，如：0000 0001   //第一颗cpu核心0000 0010   //第二颗cpu核心0000 0100   //第三颗cpu核心0000 1000   //第四颗cpu核心0001 0000   //第五颗cpu核心0010 0000   //第六颗cpu核心0100 0000   //第七颗cpu核心1000 0000   //第八颗cpu核心
timer_resolution interval;    //计时器解析度。降低此值，可减少gettimeofday()系统调用的次数
worker_priority number;    //指明worker进程的nice值

事件相关的配置： event{}段中的配置参数

accept_mutex {off|on};    //master调度用户请求至各worker进程时使用的负载均衡锁；on表示能让多个worker轮流地、序列化地去响应新请求
lock_file file;    //accept_mutex用到的互斥锁锁文件路径
use [epoll | rtsig | select | poll];    //指明使用的事件模型，建议让nginx自行选择
worker_connections #;    //每个进程能够接受的最大连接数

网络连接相关的配置参数

keepalive_timeout number;    //长连接的超时时长，默认为65s
keepalive_requests number;    //在一个长连接上所能够允许请求的最大资源数
keepalive_disable [msie6|safari|none];    //为指定类型的UserAgent禁用长连接
tcp_nodelay on|off;    //是否对长连接使用TCP_NODELAY选项，为了提升用户体验，通常设为on
client_header_timeout number;    //读取http请求报文首部的超时时长
client_body_timeout number;    //读取http请求报文body部分的超时时长
send_timeout number;    //发送响应报文的超时时长

http://chatgpt.dhexx.cn/article/EFC9fEki.shtml

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