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Nginx WEB服务器简介&工作原理

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发表于 2024-1-10 17:45:38 | 显示全部楼层 |阅读模式
万维网 (WORLD WIDE WEB,WWW)服务器,也称之为WEB服务器,主要功能是提供网上信息浏览服务。目前主流的WEB服务器软件包括:Apache、Nginx、Lighttpd、IIS、Resin、Tomcat、WebLogic、Jetty。

本章向读者介绍Nginx高性能WEB服务器、Nginx工作原理、安装配置及升级、Nginx配置文件深入剖析、Nginx虚拟主机、Location案例演示、Nginx Rewirte企业案例实战、HTTPS安全WEB服务器及Nginx高性能集群实战等。
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1.1  Nginx WEB入门简介
Nginx ("engine x") 是一个高性能HTTP 和 反向代理 服务器、IMAP、POP3、SMTP 服务器。 Nginx 是由 Igor Sysoev 为俄罗斯访问量第二的 Rambler.ru 站点开发的,第一个公开版本0.1.0发布于2004年10月4日。其将源代码以类BSD许可证的形式发布,因它的稳定性、丰富的功能集、示例配置文件和低系统资源的消耗而闻名。

由于Nginx的高性能、轻量级,目前越来越多的互联网企业开始使用Nginx WEB服务器。据Netcraft统计,在2022年8月份,世界上最繁忙的网站中有36.48 %,使用Nginx作为其服务器或者代理服务器。

它已经在众多流量很大的俄罗斯网站上使用了很长时间,这些网站包括Yandex、Mail.Ru、VKontakte,以及Rambler。目前互联网主流公司京东、360、百度、新浪、腾讯、阿里都在使用Nginx作为自己的WEB服务器。

Nginx特点是占有内存少,并发能力强,事实上Nginx的并发能力确实在同类型的网页服务器中表现较好。

Nginx相对于Apache优点如下:
  • 高并发响应性能非常好,官方Nginx处理静态文件并发5w/s;
  • 负载均衡及反向代理性能非常强;
  • 系统内存和CPU占用率低;
  • 可对后端服务进行健康检查;
  • 支持PHP cgi方式和FastCGI方式;
  • 可以作为缓存服务器、邮件代理服务器;
  • 配置代码简洁且容易上手。


1.2  Nginx工作原理
Nginx WEB服务器最主要就是各种模块的工作,模块从结构上分为核心模块、基础模块和第三方模块,其中三类模块分别如下:
  • 核心模块:HTTP模块、EVENT模块和MAIL模块等;
  • 基础模块:HTTP Access模块、HTTP FastCGI模块、HTTP Proxy模块和HTTP Rewrite模块;
  • 第三方模块:HTTP Upstream Request Hash模块、Notice模块和HTTP Access Key模块、Limit_req模块等;

Nginx的模块从功能上分为如下三类:
  • 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 (代理类模块):此类模块是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等进行交互,实现服务代理和负载均衡等功能。

Nginx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的请求映射到一个location block,而location是Nginx配置中的一个指令,用于访问的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,如图1-1所示:
图片10.png
图1-1 Nginx WEB工作流程图

Nginx的高并发得益于其采用了epoll模型,与传统的服务器程序架构不同,epoll是Linux内核2.6以后才出现的,Nginx采用epoll模型,异步非阻塞,而apache采用的是select模型:

Select特点:select 选择句柄的时候,是遍历所有句柄,也就是说句柄有事件响应时,select需要遍历所有句柄才能获取到哪些句柄有事件通知,因此效率是非常低。

epoll的特点:epoll对于句柄事件的选择不是遍历的,是事件响应的,就是句柄上事件来就马上选择出来,不需要遍历整个句柄链表,因此效率非常高。

Nginx采用了事件驱动的异步非阻塞方式和epoll技术,可以更高效地处理请求和支持更大的并发连接数。而Apache则使用多线程或多进程模型,使用select或其他I/O多路复用技术,对于低并发请求情况表现良好,但在高并发情况下性能可能不如Nginx。

Nginx默认以80端口监听在服务器上,并且启动一个master进程,同时有master进程生成多个工作进程,当浏览器发起一个HTTP连接请求,每个进程都有可能处理这个连接,怎么做到的呢?怎么保证同一时刻一个HTTP请求被一个工作进程处理呢。

首先每个worker进程都是从Master进程fork出来,在Master进程里面,建立好需要listen的socket(listenfd)之后,会fork出多个worker进程。
所有worker进程的listenfd会在新连接到来时变得可读,为保证只有一个进程处理该连接,所有worker进程在注册listenfd读事件前抢accept_mutex,抢到互斥锁的那个进程注册listenfd读事件,在读事件里调用accept接受该连接。

当一个worker进程在accept这个连接之后,就开始读取请求、解析请求、处理请求,产生数据后,再返回给客户端,最后才断开连接,这样形成一个完整的请求流程。如图1-2所示:
图1-2 Nginx Worker进程工作原理
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 楼主| 发表于 2024-1-10 18:00:02 | 显示全部楼层

楼主太厉害了!楼主,I*老*虎*U!
懒得打字嘛,点击右侧快捷回复 【右侧内容,后台自定义】
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