Nginx-包教包会-入门

前言

Nginx 作为 web 服务器 以低内存，高扩展，并且轻松单机支持 1-3w （据说可以单机 10w，但没有看到具体的机器配置）的并发链接的特性广受开发人员的青睐。

推荐在 linux 系统上使用 Nginx ，这会充分利用 linux 的特性，性能比在 windows 上会更好。

本文主要内容：

• Nginx 简单配置
• root 和 alias 的区别
• location 的优先级及验证
• Nginx 内置变量介绍
• if
• rewrite 转发
• try_files
• 配置 gzip
• 协商缓存和强缓存的介绍和配置

后续章节，我会使用 ab 压测来一步一步优化 Nginx 的配置，Nginx 知道原理，懂得常用配置即可。有的性能优化需要了解 linux 内核 、http、tcp 相关的东西，如果你不想了解，可以记录一份自己的配置即可，不必纠结为什么。

本文内容在 nginx 1.16.1 上测试，Centos 7 4核 8g 内存的虚拟机。

Nginx 安装

Nginx 安装步骤

根据 阿里 CentOS 镜像 配置 yum 源，提高下载速度。

阿里 epel 镜像 配置我们常用软件的包，Nginx 也在其中。

<code># 运行一下命令，更新 yum 源
yum clean all
yum makecache/<code>

刷新 yum 仓库信息之后，运行以下命令就可以找到 nginx

<code>yum list | grep nginx/<code>

安装 nginx

<code>sudo yum install nginx/<code>

配置 nginx 开机启动

<code>sudo systemctl enable nginx/<code>

启动 nginx

<code>sudo systemctl start nginx/<code>

检查 nginx 是否启动

<code>sudo systemctl status nginx/<code>

如果想查看 nginx包都安装了哪些文件，可以使用

<code>rpm -qvl nginx/<code>

Nginx 命令

<code># 强制立即关闭，不建议做
nginx -s stop

# 正常关闭，会处理已经接到的请求，但不会接受新的请求
nginx -s quit

# 重新加载配置文件
nginx -s reload

#  重新打开日志文件
nginx -s reopen

# 检查配置文件是否有误
nginx -t

# 检查配置文件是否有误，会将配置文件内容打印
nginx -T

# 查看 nginx 版本
nginx -v

# 查看 nginx 版本和编译配置致残
nginx -V/<code>

系统开启、关闭、重启、查看 nginx 命令

<code>sudo systemctl enable nginx
sudo systemctl start nginx
sudo systemctl restart nginx
sudo systemctl stop nginx
sudo systemctl status nginx/<code>

Nginx 简单配置

Nginx 介绍

部署的 Nginx 使用一个 master 进程管理多个 worker 进程。master 进程不处理请求，提供管理服务，包括启动、停止、重载配置文件等服务，通常以 root 用户启动， worker 进程进行请求的处理，一般用非管理员账户启用，worker 进程数量和 cpu 核心设置一直，降低进程切换带来的 cpu 切换。

http 上下文中的配置是我们重点需要知道的，其余的了解会配置即可。

Server 配置

<code>http {
    include /etc/nginx/mime.types;
    default_type application/octet-stream;
    server {
        listen 80 ;
        server_name _;
        root /usr/share/nginx/html;
        location / {
        }
    }
}/<code>

Server 既配置一个服务。

listen 80 用于配置监听 80 端口的服务。

root 指定静态资源存放的位置。

location 进行资源匹配。location / {} 匹配所有的资源。

listen 和 server_name 配置

匹配规则：

• 先匹配 listen 再匹配 server_name
• server_name 匹配请求头中的 Host
• 当都没有匹配成功，由配置default_server 的处理
• 以上都没有匹配成功，由第一个配置处理

<code>server {
    listen 9099 default_server;
    server_name "localhost";

    location / {
        return 200 "server_name 为 localhost"; 

    }
}
server {
    listen 9099;
    server_name 127.0.0.1;

    location / {
        return 200 "server_name 为 127.0.0.1";
    }
}
server {
    listen 9099;
    server_name "localhost77";

    location / {
        return 200 "server_name 为 localhost77";
    }
}/<code>

在 Postman中设置请求头 Host 模拟访问。

http://localhost:9099 Host:127.0.0.1 返回 server_name 为 127.0.0.1

http://localhost:9099 Host:localhost 返回 server_name 为 localhost

http://localhost:9099 Host:localhost77 返回 server_name 为 localhost77

http://localhost:9099 Host:localhost779 返回 server_name 为 localhost

再添加一个配置

<code>server {
    listen localhost:9099 default_server;
    server_name "localhost";

    location / {
        return 200 "server_name 为 localhost:9099";
    }
}/<code>

当 listen 访问 localhost:9099 的时候，返回 server_name 为 localhost:9099 ，因为只有这一个匹配上了。

如果想禁止没有 Host 请求头的访问。

<code>server {
    listen      80;
    server_name "";
    # 表示 nginx 会关闭连接
    return 444; 
}/<code>

return 配置

return 用于定义返回的状态码，或者内容。

介绍 return 主要是为了好描述 location 配置

- 说明 语法 return code [text];
return code URL;
return URL ; 默认 - 上下文 server、location、if

code 为状态码。text 为字符串。

<code>location /a {
    default_type application/json;
    return 200 "访问 9088/a";
}/<code>

<code># 重定向
location = /b {
    return 301 http://www.baidu.com;
}/<code>

location 配置

location 用于匹配资源。

数字越小，优先级越高。

规则符号 描述 优先级 location = /a{} 精准完全匹配，匹配到之后 1 location ^~ /a{} 前缀匹配，匹配到之后 2 location ~ /a.*{} 正则匹配，区分大小写，检查到之后，还会检查有没有优先级跟高的 3 location ~* /a.* 正则匹配，不区分字母大小写，检查到之后，还会检查有没有优先级跟高的 4 location /a {} 也表示前缀匹配，但是优先级低于 正则匹配。 /a 和 ^~/a 会冲突，报错 5 location / {} 任何没有匹配成功的，都会匹配这里处理 6

<code>server {
        listen 9088 default_server;
        server_name _ ;

        location = /a {
            default_type application/json;
            return 200 "= /a,优先级第一";
        }
        location ^~ /a {
            default_type application/json;
            return 200 "^~ /a 匹配 /a 开头的路径,优先级第二";
        }

        location ~ /a\\.* {
            default_type application/json;
            return 200 " /a\\.* 匹配 /a...路径,优先级第三";
        }
        location ~* /a\\.* {
            default_type application/json;
            return 200 "~* /a\\.* 匹配 /a...路径,优先级第四";
        }
        # /a 会和 ^~ /a 冲突
        location /a/ {
            default_type application/json;
            return 200 "/a/ 匹配 /a/...路径,优先级第五";
        }
    }/<code>

访问 http://localhost:9088/a ，依次注释优先级较高的，可以验证这个规律。

还有一类特殊的 location 用于配置跳转的，以 @ 开头

<code>location @pass {

}/<code>

add_header 添加响应头

- 说明 语法 add_header name value [always]; 默认 - 上下文 http、server、location、location 中的 if

如果响应代码等于 200、201、204、206、301、302、303、304、307或 308，则将指定的字段添加到响应报头中。

加上 always 不管什么状态码都加上。

<code>location ~ /a\\.* {
    default_type application/json;
    add_header test1 "asdfasdf" always;
    return 200 " /a\\.* 匹配 /a...路径,优先级第三";
}/<code>

error_page

- 说明 语法 error_page code …[=[response code]] uri; 默认 - 上下文 http、server、location、location 中的 if

配置错误状态码跳转页面。

<code>error_page 404 /404.html; 
error_page 500 502 503 504 /50x.html;/<code>

以上不会改变响应状态码。

<code># 改变响应状态吗。
error_page 404 =200 /404.html;/<code>

<code>server {
    location / {
       error_page 404 =  @ops-coffee;
    }

    location @ops-coffee {
       rewrite  .*  / permanent;
    }
}/<code>

root 和 alias 的区别

alias 理解为：路径替换，location 以 / 结尾，alias 必须以 / 结尾。严格匹配。alias 替换掉 location 路径。

<code># /bieming/     替换  /usr/local/var/www/alias2/
# 访问 /bieming/1.jpg 去寻找 /usr/local/var/www/alias2/1.jpg
location /bieming/ {
    alias /usr/local/var/www/alias2/;
}/<code>

root 理解为：root 路径加上 + location 路径。会将两个或更多个 / 压缩成一个。

<code># 当 location 和 root 路径的最后一部分匹配时，更好的方式是使用 root
## 以下配置都可以。 
# 访问 /data2/1.jpg   去寻找  /usr/local/var/www/data2/1.jpg
location /data2/ {
    root /usr/local/var/www;
}
location /data2/ {
    root /usr/local/var/www/;
}
location /data2 {
    root /usr/local/var/www;
}
location /data2 {
    root /usr/local/var/www/;
}
location /data2/ {
    root /usr/local/var/www////;
}/<code>

内置变量

通过内置变量，我们可以通过判断请求头、query string 等值来转发或者拒绝访问。

$arg_name 获取请求参数

获取请求query string 中的 name 参数。

<code>location /arg/ {
    default_type application/json;
    return 200 "$arg_q1"; 

}/<code>

/arg/a?q1=334 返回的内容为 334。

$args 获取请求 query_string 参数

<code>location /arg/ {
    default_type application/json;
    return 200 "$arg_q1 _ $args";
}/<code>

浏览器访问 /arg/a?q1=3334&aa=2&bb=33 返回的内容为 3334 _ q1=3334&aa=2&bb=33

$cookie_name 获取cookie的值

获取请求中的名称为 name 的 cookie。

$http_name 获取请求头

name 为请求头中的字段名称，请求头名称全部小写，并将破折号- 替换为下划线 _

$http_user_agent 获取请求头中的 User-Agent 字段。

$uri 获取请求路径中的 path

path 为端口后面的路径，不包括 query string。优化之后的路径，特殊字符转译及 / 压缩。

http://localhost:8888/arg/a?q1=q1canshu&bb=2323 中的 path 为 /arg/a

$host 获取请求的 ip

首先会获取请求头 Host ，如果没有请求头中没有 Host 请求头，那么获取的是 url 中的 ip。

$request_uri 获取 path 和 query string

访问 http://localhost:8888/arg/a/?q1=q1canshu&bb=2323

$request_uri 为/arg/a/?q1=q1canshu&bb=2323

$scheme 获取请求协议

值为 http 或 https

$request_method 获取请求方法

获得的值字母全大写。GET,POST,DELETE,PUT 等

其他变量

- 描述 $content_length 获取 Content-Length 请求头字段。 $content_type 获取 Content-Type 请求头字段 $https 如果连接以 SSL 模式运行，则为 on ，否则为空字符串 $is_args 如果请求行有参数则为 ? ，否则为空字符串 $pid 获取处理当前请求的 worker pid $nginx_version 获取 nginx 的版本

if

- 说明 语法 if (condition){} 默认 - 上下文 server、location

指定的 condition 求值之后，如果为 true ，则执行在大括号内指定的该模块的指令，并在 if 指令内为该请求分配配置。 if 指令内的配置继承自上一层的配置级别。

condition 可以是以下任何一种:

• 变量名，如果变量的值为空字符串或 0 ，则为 false
• 使用 = 和 != 运算符比较变量和字符串
• 使用 ~ (区分大小写的匹配)和 ~* (不区分大小写的匹配)运算符，变量将与正则表达式进行匹配。正则表达式可以包含可供以后在 $1..$9 变量中重用的捕获。
• 反操作符 !~ 和 !~* 也可用。如果正则表达式包含 } 或 ; 字符，则整个表达式应使用单引号 或双引号包围起来。
• 使用 -f 和 !-f 运算符检查文件是否存在
• 使用 -d 和 !-d 运算符检查目录是否存在
• 使用 -e 和 !-e 运算符检查文件、目录或符号链接是否存在
• 使用 -x 和 !-x 运算符检查是否为可执行文件

if 与小括号之间需要有空格

<code>location = /a {
    default_type application/json;
    if ($request_uri ~* "/(a).*") {
        return 200 "正则表达式捕获的值:$1";
    }
    return 200 "= /a,优先级第一";
}/<code>

rewrite

- 说明 语法 rewrite regex replacement [flag]; 默认 - 上下文 server、location、if

flag 可选参数：

• last

停止匹配，发送一个新的请求去匹配 location。

• break

停止匹配，在当前 location 去搜索资源。

• redirect

临时重定向。返回状态码 302。

• permanent

永久重定向。返回状态码 301 。

指定的 regex 能匹配，uri 将根据 replacement 来处理。

验证 break 和 last

以下三张图片都存在，但是内容不一样。

/Users/zhangpanqin/stduy_app/break2/test/1.jpg

/Users/zhangpanqin/stduy_app/last2/test/1.jpg

/Users/zhangpanqin/stduy_app/test/1.jpg

<code>location /break2 {
    root /Users/zhangpanqin/stduy_app/break2;
    rewrite /break2/(.*) /test/$1 break;
} 


location /last2 {
    root /Users/zhangpanqin/stduy_app/last2;
    rewrite /last2/(.*) /test/$1 last;
}

location /test/ {
    root /Users/zhangpanqin/stduy_app;
}/<code>

当访问 /break2/1.jpg 实际匹配第一个 location，然后在当前上下文处理 。

/break2/1.jpg 被替换为 /test/1.jpg 来处理了，然后和 root 指定的路径相结合，返回 /Users/zhangpanqin/stduy_app/break2/test/1.jpg 数据。

当访问 /last2/1.jpg ,uri 被替换为 /test/1.jpg 去匹配新的 location 进行处理。

返回 /Users/zhangpanqin/stduy_app/test/1.jpg 的内容。

验证 redirect 和 permanent

<code>location /redirect2 {
    rewrite ^/redirect2 http://www.baidu.com redirect;
}

location /permanent2 {
    rewrite ^/permanent2 http://www.baidu.com permanent;
}/<code>

二者匹配成功之后，都会改变浏览器地址栏地址。浏览器根据响应头 Location 跳转对应地址。

二者的区别在于，永久重定向 （permanent），浏览器会保存记录，当再访问 http://localhost:9088/permanent2 而不会询问 nginx 直接跳转。

临时重定向，浏览器每次都要询问 nginx 需要跳转到哪里。可以关闭 nginx 就知道验证结果了。

try_files

- 说明 语法 try_files file … uri;
try_files file … =code; 默认 - 上下文 server、location

以指定顺序检查文件是否存在，并使用第一个找到的文件进行请求处理。如果找不到内容内部转发到最后一个参数 uri 。文件位置为 root + file。

<code>location /try/ {
    root /usr/local/var/www/data2/data2/;
    try_files $uri $uri/ @pass2;
}
location @pass2 {
    default_type application/json ; 

    return 200 "没到到页面代理的数据" ;
}/<code>

访问 /try/1.jpg 时，$uri 为 /try/1.jpg 。

root + $uri 为 /usr/local/var/www/data2/data2/try/1.jpg 找到返回，没有找到继续匹配返回。都没有匹配内部转发至 @pass2。

如想验证跳转使用 /try/test 之类的，不要使用后缀名，因为使用后缀名的话，浏览器会返回content-type，导致内容与解析不一致，图片出不来。

配置 gzip

<code># 开启 gzip
gzip on;

# 在响应头中增加，Vary: Accept-Encoding
gzip_vary on;

# gzip压缩级别1-9，数字越大压缩效果越好，压缩所用时间也就越长，占用CPU越高
gzip_comp_level 6;

# 申请内存时大小，如果源文件 9k，超过了 8K，那会申请 16*8K。
gzip_buffers 16 8k;

gzip_min_length 2K;
gzip_proxied any;
gzip_disable "msie6";

gzip_http_version 1.1;

# 文本（js、text、css、xml、json）压缩比较好，图片已经进行过压缩，在压缩，效果不是很明显，还浪费 cpu 

gzip_types text/plain text/css text/xml text/javascript application/javascript application/json application/xml+rss application/rss+xml application/atom+xml image/svg+xml;
/<code>

gzip 压缩对文本效果比较好，推荐只对文本之类的压缩。

配置缓存

为了减轻服务器压力，节省带宽，可以配置缓存。

memory cache:它是将资源文件缓存到内存中，缓存有效直接从内存加载。

disk cache: 它是将资源文件缓存到硬盘中，缓存有效直接从硬盘中加载。

先从 memory cache 找，找不到从 disk cache 找，再找不到，请求网络资源。

缓存分为 协商缓存 和 强缓存。

协商缓存 每次都要去服务器询问缓存是否过期，没有过期使用本地的缓存。

强缓存 会有缓存过期时间，在有效期内不会去服务端校验缓存，直接使用本地缓存。

现在的 webpack 可以根据文件内容的 hash 生产类似 app.asdfa21342.js 这样的文件。其实就是想使用强缓存，当网站更新，新的页面会解析加载不一样的资源，从而降低缓存校验对服务器性能的损耗。

协商缓存

协商缓存有：ETag/if-None-Match 和 Last-Modified/if-Modify-Since 两种。

http 协议规定，当这两种响应头都存在的时候，必须都要满足，才能使用缓存。

ETag/if-None-Match

- 说明 语法 etag on|off; 默认 etag on; 上下文 http、server、location

nginx 有个 etag 配置属性，会给每个静态资源生成 Etag 响应头，值为文件内容 hash。

当浏览器第一次访问资源的时候，返回的响应头中携带 Etag 。

后续的正常访问（不强制刷新缓存）相同的资源，都会带上请求头 if-None-Match ,值为 Etag 去 nginx 校验是否一样，一样说明缓存没有过期，返回状态码 304，直接访问浏览器中的缓存，否则从浏览器返回资源，返回状态码 200。

Last-Modified/if-Modify-Since

- 说明 语法 if_modified_since off|exact|before; 默认 if_modified_since exact； 上下文 http、server、location

指定如何比较文件的修改时间与请求头 If-Modified-Since 进行比较:

• off

忽略 If-Modified-Since 请求头字段(0.7.34)

• exact

完全匹配

• before

资源的修改时间小于或等于 If-Modified-Since 请求头字段中的时间

浏览器第一次访问一个资源的时候，响应头 Last-Modified 返回，标识文件的最后修改时间。

当浏览器再次正常访问（不强制刷新资源）相同资源，请求头会加上 If-Modified-Since，该值为之前返回的 Last-Modified 。nginx 收到 If-Modified-Since 后，根据配置 if_modified_since 属性比较资源的最后修改时间(Last-Modified)和该值If-Modified-Since进行比较，匹配成功，则命中缓存，返回304，否则返回 资源，状态码为 200，并更新缓存时间。

强制缓存

Expires

Expires 是 http1.0 的规范，它的值是一个绝对时间的GMT格式的时间字符串。这个时间代表的该资源的失效时间，如果在该时间之前请求的话，则都是从缓存里面读取的。如果服务端和客户端时区不一致会导致判断不准确。

Cache-Control

Cache-Control 是 http1.1 的规范，它是利用该字段 max-age 值进行判断的。该值是一个相对时间，比如 Cache-Control: max-age=3600 代表该资源的有效期是3600秒。除了该字段外，我们还有如下字段可以设置：

no-cache: 需要进行协商缓存，发送请求到服务器确认是否使用缓存。

no-store：禁止使用缓存，每一次都要重新请求数据。

public：可以被所有的用户缓存，包括终端用户和 CDN 等中间代理服务器。

private：只能被终端用户的浏览器缓存，不允许 CDN 等中继缓存服务器对其缓存。

配置缓存

<code>location ~* \\.(css|js|png|jpg|jpeg|gif|gz|svg|mp4|mp3|ogg|ogv|webm|htc|xml|woff)$ {
    # 关闭访问日志记录
    access_log off;
    # 强缓存，时间为一年，浏览器和 cdn 中间件可以缓存 
    add_header Cache-Control "max-age=31536000";
}/<code>

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