深入理解 Nginx 讀書筆記 (第一章)

為什麼選擇 Nginx

更快： 1)單次請求更快響應 2) 在高峰期比其他服務器更快響應
高擴展性： 1)由耦合度極低模塊組成 2)模塊皆嵌入到2進制文件中執行
高可靠性： 1)模塊穩定 2)進程相對獨立 3)worker出錯可快速輪替
低內存消耗： 1)10,000個非活躍 HTTP Keep-Alive 連接僅消耗 2.5 MB
高併發： 1)單機支援 100,000 以上連接
熱部署： 1)基於 master 與 worker 進程分離 2)服務不間斷下，進行升級可執行元件、配置及更換日誌
BSD 許可協議

開發準備工作

必要

Linux 內核版本 2.6 以上（須靠 epoll 處理高併發）
GCC 編譯器編譯 C 語言

非必要

G++，用來編譯 C++ 以編寫 HTTP 模塊
PCRE（Perl 兼容正則表達式），用來在配置文件中使用正則表達式，pcre-devel 是使用 PCRE 做二次開發所需
zlib，用來對 HTTP 內容做 gzip 壓縮，減少網路傳輸量
OpenSSL，支持 SSL 協議，或想使用 MD5 或 SHA 雜湊

目錄結構

源代碼目錄
編譯中間文件（置於源碼目錄底下，命名為objs）
部署目錄（莫認為 /usr/local/nginx）
日誌目錄

Linux 內核參數優化

須要修改內核參數，使得 Nginx 可以擁有更高的性能
通常根據業務特性進行調整，作為內容服務器、反向代理，或是提供縮圖用的服務器，會做不同調整

通用高併發 /etc/sysctl.cnf 設置如下，執行 systcl -p 套用：

fs.file-max = 999999

net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1

net.ipv4.tcp_keepalive_time = 600

net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30

net.ipv4.tcp_max_tw_bucket = 5000

net.ipv4.ip_local_port_range = 1024 61000

net.ipv4.tcp_rmem = 4096 32768 262142

net.ipv4.tcp_wmem = 4096 32768 262142

net.core.netdev_max_back = 8096

net.core.rmem_default = 262144

net.core.wmem_default = 262144

net.core.rmem_max = 2097152

net.core.wmem_max = 2097152

net.ipv4.tcp_syncookies = 1

net.ipv4.tcp_max_syn.backlog = 1024

每個TCP連接都會為了維持滑動窗口而消耗內存（滑動窗口，接收方通過通告發送方自己的窗口大小，從而控制發送方的發送速度），參數 rmem_default/wmem_default/rmem_max/wmem_max 須要衡量物理內存的總大小及最大連接數量 (worker_process * worker_connections) 來決定，滑動窗口過大可能導致 OOM，過小會影響大數據量的傳輸速度

編譯安裝 Nginx

下載源碼後，最簡單的安裝方式為執行以下3行指令：

./configure： 1) 檢測系統內核及軟件 2) 解析參數 3) 生成中間目錄 4) 根據參數生成 C 源碼文件及 Makefile 文件
make: 1)使用生成的 Makefile 進行編譯 2) 生成目標文件及最終2進制文件
make install: 1) 根據參數將 nginx 部署到指定的安裝目錄 2) 複製二進制文件及配置文件

補充

以下是我練習使用的 dockerfile，按照書上指式的步驟在 centos 系統上安裝 nginx：

# ~/mynginx-dev/Dockerfile

FROM centos:centos7

# Install requires

RUN yum install -y gcc && \

yum install -y gcc-c++ && \

yum install -y pcre pcre-devel && \

yum install -y zlib zlib-devel && \

yum install -y openssl openssl-devel

# Download source code

RUN yum install -y wget && \

wget https://nginx.org/download/nginx-1.0.15.tar.gz && \

tar -zxvf nginx-1.0.15.tar.gz

WORKDIR /nginx-1.0.15

# Compile Nginx

RUN yum install -y make && \

./configure && \

make && \

make install

CMD ['bash']

你可以在目錄下執行以下指令來進入安裝 nginx 後的環境

$ docker build -t mynginx-dev .

$ docker run -it mynginx-dev bash

[root@de646f5219ee nginx-1.0.15]#

編譯完後檢視編譯中間文件

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[root@db37b79e9661 nginx-1.0.15]# tree /nginx-1.0.15/objs

objs

|-- Makefile

|-- autoconf.err

|-- nginx

|-- nginx.8

|-- ngx_auto_config.h

|-- ngx_auto_headers.h

|-- ngx_modules.c # 定義運行時所有模組的優先順序，非常重要

|-- ngx_modules.o

`-- src # 編譯產生的目標文件

|-- core

| |-- nginx.o

| |-- ngx_array.o

| |-- ngx_buf.o

| |-- ngx_conf_file.o

| |-- ngx_connection.o

| |-- ngx_cpuinfo.o

| |-- ngx_crc32.o

| |-- ngx_crypt.o

| |-- ngx_cycle.o

| |-- ngx_file.o

| |-- ngx_hash.o

| |-- ngx_inet.o

| |-- ngx_list.o

| |-- ngx_log.o

| |-- ngx_md5.o

| |-- ngx_murmurhash.o

| |-- ngx_open_file_cache.o

| |-- ngx_output_chain.o

| |-- ngx_palloc.o

| |-- ngx_parse.o

| |-- ngx_queue.o

| |-- ngx_radix_tree.o

| |-- ngx_rbtree.o

| |-- ngx_regex.o

| |-- ngx_resolver.o

| |-- ngx_shmtx.o

| |-- ngx_slab.o

| |-- ngx_spinlock.o

| |-- ngx_string.o

| `-- ngx_times.o

|-- event

| |-- modules

| | `-- ngx_epoll_module.o

| |-- ngx_event.o

| |-- ngx_event_accept.o

| |-- ngx_event_busy_lock.o

| |-- ngx_event_connect.o

| |-- ngx_event_pipe.o

| |-- ngx_event_posted.o

| `-- ngx_event_timer.o

|-- http

| |-- modules

| | |-- ngx_http_access_module.o

| | |-- ngx_http_auth_basic_module.o

| | |-- ngx_http_autoindex_module.o

| | |-- ngx_http_browser_module.o

| | |-- ngx_http_charset_filter_module.o

| | |-- ngx_http_chunked_filter_module.o

| | |-- ngx_http_empty_gif_module.o

| | |-- ngx_http_fastcgi_module.o

| | |-- ngx_http_geo_module.o

| | |-- ngx_http_gzip_filter_module.o

| | |-- ngx_http_headers_filter_module.o

| | |-- ngx_http_index_module.o

| | |-- ngx_http_limit_req_module.o

| | |-- ngx_http_limit_zone_module.o

| | |-- ngx_http_log_module.o

| | |-- ngx_http_map_module.o

| | |-- ngx_http_memcached_module.o

| | |-- ngx_http_not_modified_filter_module.o

| | |-- ngx_http_proxy_module.o

| | |-- ngx_http_range_filter_module.o

| | |-- ngx_http_referer_module.o

| | |-- ngx_http_rewrite_module.o

| | |-- ngx_http_scgi_module.o

| | |-- ngx_http_split_clients_module.o

| | |-- ngx_http_ssi_filter_module.o

| | |-- ngx_http_static_module.o

| | |-- ngx_http_upstream_ip_hash_module.o

| | |-- ngx_http_userid_filter_module.o

| | |-- ngx_http_uwsgi_module.o

| | `-- perl

| |-- ngx_http.o

| |-- ngx_http_busy_lock.o

| |-- ngx_http_copy_filter_module.o

| |-- ngx_http_core_module.o

| |-- ngx_http_file_cache.o

| |-- ngx_http_header_filter_module.o

| |-- ngx_http_parse.o

| |-- ngx_http_parse_time.o

| |-- ngx_http_postpone_filter_module.o

| |-- ngx_http_request.o

| |-- ngx_http_request_body.o

| |-- ngx_http_script.o

| |-- ngx_http_special_response.o

| |-- ngx_http_upstream.o

| |-- ngx_http_upstream_round_robin.o

| |-- ngx_http_variables.o

| `-- ngx_http_write_filter_module.o

|-- mail

|-- misc

`-- os

|-- unix

| |-- ngx_alloc.o

| |-- ngx_channel.o

| |-- ngx_daemon.o

| |-- ngx_errno.o

| |-- ngx_files.o

| |-- ngx_linux_init.o

| |-- ngx_linux_sendfile_chain.o

| |-- ngx_posix_init.o

| |-- ngx_process.o

| |-- ngx_process_cycle.o

| |-- ngx_readv_chain.o

| |-- ngx_recv.o

| |-- ngx_send.o

| |-- ngx_setproctitle.o

| |-- ngx_shmem.o

| |-- ngx_socket.o

| |-- ngx_time.o

| |-- ngx_udp_recv.o

| |-- ngx_user.o

| `-- ngx_writev_chain.o

`-- win32

安裝完後檢視部署目錄

[root@db37b79e9661 nginx-1.0.15]# tree /usr/local/nginx

/usr/local/nginx

|-- conf

| |-- fastcgi.conf

| |-- fastcgi.conf.default

| |-- fastcgi_params

| |-- fastcgi_params.default

| |-- koi-utf

| |-- koi-win

| |-- mime.types

| |-- mime.types.default

| |-- nginx.conf # 配置文件

| |-- nginx.conf.default

| |-- scgi_params

| |-- scgi_params.default

| |-- uwsgi_params

| |-- uwsgi_params.default

| `-- win-utf

|-- html

| |-- 50x.html

| `-- index.html

|-- logs

`-- sbin # 可執行文件

`-- nginx

命令行控制

默認方式啟動二進制程序，不指定 -c 路徑的情況下，會套用默認的配置文件

1 2	/usr/local/nginx/sbin/nginx

檢視程序

[root@db37b79e9661 nginx-1.0.15]# ps -ef | grep nginx

root 31 1 0 12:41 ? 00:00:00 nginx: master process /usr/local/nginx/sbin/nginx

nobody 32 31 0 12:41 ? 00:00:00 nginx: worker process

關閉服務，使用 quit 參數則等待當前請求處理完畢才停止

/usr/local/nginx/sbin/nginx -s stop

# equals

kill -s SIGTERM <master pid>

# equals

kill -s SIGINT <master pid>

/usr/local/nginx/sbin/nginx -s quit

# equals

kill -s SIGQUIT <master pid>

運行中重新加載配置，指令會先檢查配置是否有誤，若通過則以 quit 方式重啟

/usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload

# equals

kill -s SIGHUP <master pid>

滾動升級 Nginx

發送訊號通知舊版服務

1
2

kill -s SIGUSR2 <master pid>
啟動新版本服務
以 quit 方式結束舊服務

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補充

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