Nginx伺服器中location設定實例分析

        首先我來大概的介紹一下location的種類和匹配規則，以nginx wiki的例子做說明：

location = / { 
 # matches the query / only. 
 [ configuration a ]  
} 
location / { 
 # matches any query, since all queries begin with /, but regular 
 # expressions and any longer conventional blocks will be 
 # matched first. 
 [ configuration b ]  
} 
location ^~ /images/ { 
 # matches any query beginning with /images/ and halts searching, 
 # so regular expressions will not be checked. 
 [ configuration c ]  
} 
location ~* \.(gif|jpg|jpeg)$ { 
 # matches any request ending in gif, jpg, or jpeg. however, all 
 # requests to the /images/ directory will be handled by 
 # configuration c.   
 [ configuration d ]  
} 
 
location @named { 
 # such locations are not used during normal processing of requests,  
 # they are intended only to process internally redirected requests (for example error_page, try_files). 
 [ configuration e ]  
}

        可以看到上面的例子中有5種不同類型的location其中第4個帶有「~」 號前綴的為需要正規匹配的location，nginx在進行url解析時對這5種不同類型的location具有不同的優先權規則，大致的規則如下：

1，字串精確匹配到一個帶有「=」 號前綴的location，則停止，且使用這個location的配置；

2，字串匹配剩下的非正則和非特殊location，如果匹配到某個帶"^~" 前綴的location，則停止；

3，正則匹配，匹配順序為location在配置文件中出現的順序。如果匹配到某個正則location，則停止，並使用這個location的配置；否則，使用步驟2中得到的具有最大字串匹配的location配置。

       例如，對下面的請求有:

#1， /   ->   精確配對到第1個location，配對停止，使用configuration a
2，/some/other/url ->  首先前綴部分字串匹配到了第2個location，然後進行正規匹配，顯然沒有匹配上，則使用第2個location的配置configurationb
3，/images /1.jpg  ->  首先前綴部分字串匹配到了第2個location，但是接著對第3個location也前綴匹配上了，而且這時已經是配置文件裡面對這個url的最大字符串匹配了，並且location帶有"^~" 前綴，則不再進行正規匹配，最終使用configuration c
4，/some/other/path/to/1.jpg  -> 首先前綴部分同樣字符串匹配到了第2個location，然後進行正則匹配，這時正則匹配成功，則使用congifuration d

      nginx的url匹配規則實際上有點不妥，大部分情況下一個url必須先進行字符串匹配，然後再做正則匹配，但是實際上如果先做正規匹配，沒有匹配上再做字符串匹配，在很多情況下可以節省掉做字符串匹配的時間。不管怎樣，先來介紹一下nginx源碼裡面的實現，在介紹匹配location過程之前，先來介紹一下nginx裡面對location的組織方式，實際上在配置解析階段，nginx將字符串匹配的location和正則匹配的location分別儲存在http core模組的loc配置ngx_http_core_loc_conf_t結構的下面2個欄位：

ngx_http_location_tree_node_t  *static_locations; 
(ngx_pcre) 
ngx_http_core_loc_conf_t    **regex_locations; 
if

從這2個欄位的型別可以看出，字串相符的location被組織成了一個location tree，而正規符合的location只是一個數組，

location tree和regex_locations数组建立过程在ngx_http_block中：
/* create location trees */ 
 
  for (s = 0; s < cmcf->servers.nelts; s++) { 
 
    clcf = cscfp[s]->ctx->loc_conf[ngx_http_core_module.ctx_index]; 
 
    if (ngx_http_init_locations(cf, cscfp[s], clcf) != ngx_ok) { 
      return ngx_conf_error; 
    } 
 
    if (ngx_http_init_static_location_trees(cf, clcf) != ngx_ok) { 
      return ngx_conf_error; 
    } 
  }

        配置的讀取之後，所有server都被保存在http core模組的main配置中的servers數組中，而每個server裡面的location都被按配置中出現的順序保存在http core模組的loc配置的locations佇列中，上面的程式碼中先對每個server的location進行排序和分類處理，這一步發生在ngx_http_init_location()函數中：

static ngx_int_t 
ngx_http_init_locations(ngx_conf_t *cf, ngx_http_core_srv_conf_t *cscf, 
  ngx_http_core_loc_conf_t *pclcf) 
{ 
 ... 
  locations = pclcf->locations; 
 
 ... 
  /* 按照类型排序location，排序完后的队列： (exact_match 或 inclusive) (排序好的，如果某个exact_match名字和inclusive location相同，exact_match排在前面) 
    | regex（未排序）| named(排序好的) | noname（未排序）*/ 
  ngx_queue_sort(locations, ngx_http_cmp_locations); 
 
  named = null; 
  n = 0; 
#if (ngx_pcre) 
  regex = null; 
  r = 0; 
#endif 
 
  for (q = ngx_queue_head(locations); 
     q != ngx_queue_sentinel(locations); 
     q = ngx_queue_next(q)) 
  { 
    lq = (ngx_http_location_queue_t *) q; 
 
    clcf = lq->exact ? lq->exact : lq->inclusive; 
    /* 由于可能存在nested location，也就是location里面嵌套的location，这里需要递归的处理一下当前location下面的nested location */ 
    if (ngx_http_init_locations(cf, null, clcf) != ngx_ok) { 
      return ngx_error; 
    } 
 
#if (ngx_pcre) 
 
    if (clcf->regex) { 
      r++; 
 
      if (regex == null) { 
        regex = q; 
      } 
 
      continue; 
    } 
 
#endif 
 
    if (clcf->named) { 
      n++; 
 
      if (named == null) { 
        named = q; 
      } 
 
      continue; 
    } 
 
    if (clcf->noname) { 
      break; 
    } 
  } 
 
  if (q != ngx_queue_sentinel(locations)) { 
    ngx_queue_split(locations, q, &tail); 
  } 
  /* 如果有named location，将它们保存在所属server的named_locations数组中 */ 
  if (named) { 
    clcfp = ngx_palloc(cf->pool, 
              (n + 1) * sizeof(ngx_http_core_loc_conf_t **)); 
    if (clcfp == null) { 
      return ngx_error; 
    } 
 
    cscf->named_locations = clcfp; 
 
    for (q = named; 
       q != ngx_queue_sentinel(locations); 
       q = ngx_queue_next(q)) 
    { 
      lq = (ngx_http_location_queue_t *) q; 
 
      *(clcfp++) = lq->exact; 
    } 
 
    *clcfp = null; 
 
    ngx_queue_split(locations, named, &tail); 
  } 
 
#if (ngx_pcre) 
  /* 如果有正则匹配location，将它们保存在所属server的http core模块的loc配置的regex_locations 数组中， 
    这里和named location保存位置不同的原因是由于named location只能存在server里面，而regex location可以作为nested location */ 
  if (regex) { 
 
    clcfp = ngx_palloc(cf->pool, 
              (r + 1) * sizeof(ngx_http_core_loc_conf_t **)); 
    if (clcfp == null) { 
      return ngx_error; 
    } 
 
    pclcf->regex_locations = clcfp; 
 
    for (q = regex; 
       q != ngx_queue_sentinel(locations); 
       q = ngx_queue_next(q)) 
    { 
      lq = (ngx_http_location_queue_t *) q; 
 
      *(clcfp++) = lq->exact; 
    } 
 
    *clcfp = null; 
 
    ngx_queue_split(locations, regex, &tail); 
  } 
 
#endif 
 
  return ngx_ok; 
}

          
卷[     之後，locations佇列已經是排好序的了，建立三叉樹的過程的主要工作都在ngx_http_create_locations_list()和ngx_http_create_locations_tree()中完成，這2個函數都是遞歸函數，第1個函數遞歸locations佇列中的每個節點，得到以目前節點的名字為前綴的location，並保存在目前節點的list欄位下，例如，對下列location：

static ngx_int_t 
ngx_http_init_static_location_trees(ngx_conf_t *cf, 
  ngx_http_core_loc_conf_t *pclcf) 
{ 
  ngx_queue_t        *q, *locations; 
  ngx_http_core_loc_conf_t  *clcf; 
  ngx_http_location_queue_t *lq; 
 
  locations = pclcf->locations; 
 
  if (locations == null) { 
    return ngx_ok; 
  } 
 
  if (ngx_queue_empty(locations)) { 
    return ngx_ok; 
  } 
  /* 这里也是由于nested location，需要递归一下 */ 
  for (q = ngx_queue_head(locations); 
     q != ngx_queue_sentinel(locations); 
     q = ngx_queue_next(q)) 
  { 
    lq = (ngx_http_location_queue_t *) q; 
 
    clcf = lq->exact ? lq->exact : lq->inclusive; 
 
    if (ngx_http_init_static_location_trees(cf, clcf) != ngx_ok) { 
      return ngx_error; 
    } 
  } 
  /* join队列中名字相同的inclusive和exact类型location，也就是如果某个exact_match的location名字和普通字符串匹配的location名字相同的话， 
    就将它们合到一个节点中，分别保存在节点的exact和inclusive下，这一步的目的实际是去重，为后面的建立排序树做准备 */ 
  if (ngx_http_join_exact_locations(cf, locations) != ngx_ok) { 
    return ngx_error; 
  } 
  /* 递归每个location节点，得到当前节点的名字为其前缀的location的列表，保存在当前节点的list字段下 */ 
  ngx_http_create_locations_list(locations, ngx_queue_head(locations)); 
 
  /* 递归建立location三叉排序树 */ 
  pclcf->static_locations = ngx_http_create_locations_tree(cf, locations, 0); 
  if (pclcf->static_locations == null) { 
    return ngx_error; 
  } 
 
  return ngx_ok; 
}

        排序的結果為/abc  /efg   /efgaa  排序的結果為/abc  /efg   /efgaa  =/zz xyz  /xyza /xyzab /xyzb，去重後結果為/abc  /efg   /efgaa   /xyz  /xyza /xyzab/xyzb，ngx_http_create_locations_list()執行後的結果為：

 最後，來看ngx_http_create_locations_tree函數：

#

static ngx_http_location_tree_node_t * 
ngx_http_create_locations_tree(ngx_conf_t *cf, ngx_queue_t *locations, 
  size_t prefix) 
{ 
  ... 
  /* 根节点为locations队列的中间节点 */ 
  q = ngx_queue_middle(locations); 
 
  lq = (ngx_http_location_queue_t *) q; 
  len = lq->name->len - prefix; 
   
  node = ngx_palloc(cf->pool, 
           offsetof(ngx_http_location_tree_node_t, name) + len); 
  if (node == null) { 
    return null; 
  } 
 
  node->left = null; 
  node->right = null; 
  node->tree = null; 
  node->exact = lq->exact; 
  node->inclusive = lq->inclusive; 
 
  node->auto_redirect = (u_char) ((lq->exact && lq->exact->auto_redirect) 
              || (lq->inclusive && lq->inclusive->auto_redirect)); 
 
  node->len = (u_char) len; 
  ngx_memcpy(node->name, &lq->name->data[prefix], len); 
 
  /* 从中间节点开始断开 */ 
  ngx_queue_split(locations, q, &tail); 
 
  if (ngx_queue_empty(locations)) { 
    /* 
     * ngx_queue_split() insures that if left part is empty, 
     * then right one is empty too 
     */ 
    goto inclusive; 
  } 
 
  /* 从locations左半部分得到左子树 */ 
  node->left = ngx_http_create_locations_tree(cf, locations, prefix); 
  if (node->left == null) { 
    return null; 
  } 
 
  ngx_queue_remove(q); 
 
  if (ngx_queue_empty(&tail)) { 
    goto inclusive; 
  } 
  
 
  /* 从locations右半部分得到右子树 */ 
  node->right = ngx_http_create_locations_tree(cf, &tail, prefix); 
  if (node->right == null) { 
    return null; 
  } 
 
inclusive: 
 
  if (ngx_queue_empty(&lq->list)) { 
    return node; 
  } 
 
  /* 从list队列得到tree子树 */ 
  node->tree = ngx_http_create_locations_tree(cf, &lq->list, prefix + len); 
  if (node->tree == null) { 
    return null; 
  } 
 
  return node; 
} 
     location tree节点的ngx_http_location_tree_node_s结构：
struct ngx_http_location_tree_node_s { 
  ngx_http_location_tree_node_t  *left; 
  ngx_http_location_tree_node_t  *right; 
  ngx_http_location_tree_node_t  *tree; 
 
  ngx_http_core_loc_conf_t    *exact; 
  ngx_http_core_loc_conf_t    *inclusive; 
 
  u_char              auto_redirect; 
  u_char              len; 
  u_char              name[1]; 
};

         location tree结构用到的是left，right，tree 这3个字段， location tree实际上是一个三叉的字符串排序树，而且这里如果某个节点只考虑左，右子树，它是一颗平衡树，它的建立过程有点类似于一颗平衡排序二叉树的建立过程，先排序再用二分查找找到的节点顺序插入，ngx_http_location_tree_node_s的tree节点也是一颗平衡排序树，它是用该节点由ngx_http_create_locations_list()得到的list建立的，也就是该节点的名字是它的tree子树里面的所有节点名字的前缀，所以tree子树里面的所有节点的名字不用保存公共前缀，而且查找的时候，如果是转向tree节点的话，也是不需要再比较父节点的那段字符串了。
         ngx_http_create_locations_tree()函数写的很清晰，它有一个参数是队列locations，它返回一颗三叉树，根节点为locations的中间节点，其左子树为locations队列的左半部分建立的location tree，右子树为location队列的右半部分建立的tree，tree节点为该根节点的list队列建立的tree。

       最终建立的location tree如下（为了方便阅读，图中列出了tree节点的完整名字）：

ps：关于 location modifier
1. =
这会完全匹配指定的 pattern ，且这里的 pattern 被限制成简单的字符串，也就是说这里不能使用正则表达式。

example:
server {
  server_name jb51.net;
  location = /abcd {
  […]
  }
}

匹配情况：

  http://jb51.net/abcd    # 正好完全匹配
  http://jb51.net/abcd    # 如果运行 nginx server 的系统本身对大小写不敏感，比如 windows ，那么也匹配
  http://jb51.net/abcd?param1¶m2  # 忽略查询串参数（query string arguments），这里就是 /abcd 后面的 ?param1¶m2
  http://jb51.net/abcd/  # 不匹配，因为末尾存在反斜杠（trailing slash），nginx 不认为这种情况是完全匹配
  http://jb51.net/abcde  # 不匹配，因为不是完全匹配

2. (none)
可以不写 location modifier ，nginx 仍然能去匹配 pattern 。这种情况下，匹配那些以指定的 patern 开头的 uri，注意这里的 uri 只能是普通字符串，不能使用正则表达式。

example:
server {
  server_name jb51.net;
  location /abcd {
  […]
  }
}

匹配情况：

  http://jb51.net/abcd    # 正好完全匹配
  http://jb51.net/abcd    # 如果运行 nginx server 的系统本身对大小写不敏感，比如 windows ，那么也匹配
  http://jb51.net/abcd?param1¶m2  # 忽略查询串参数（query string arguments），这里就是 /abcd 后面的 ?param1¶m2
  http://jb51.net/abcd/  # 末尾存在反斜杠（trailing slash）也属于匹配范围内
  http://jb51.net/abcde  # 仍然匹配，因为 uri 是以 pattern 开头的

3. ~
这个 location modifier 对大小写敏感，且 pattern 须是正则表达式

example:
server {
  server_name jb51.net;
  location ~ ^/abcd$ {
  […]
  }
}

匹配情况：

  http://jb51.net/abcd    # 完全匹配
  http://jb51.net/abcd    # 不匹配，~ 对大小写是敏感的
  http://jb51.net/abcd?param1¶m2  # 忽略查询串参数（query string arguments），这里就是 /abcd 后面的 ?param1¶m2
  http://jb51.net/abcd/  # 不匹配，因为末尾存在反斜杠（trailing slash），并不匹配正则表达式 ^/abcd$
  http://jb51.net/abcde  # 不匹配正则表达式 ^/abcd$

注意：对于一些对大小写不敏感的系统，比如 windows ，~ 和 ~* 都是不起作用的，这主要是操作系统的原因。

4. ~*
与 ~ 类似，但这个 location modifier 不区分大小写，pattern 须是正则表达式

example:
server {
  server_name jb51.net;
  location ~* ^/abcd$ {
  […]
  }
}

匹配情况：
  

 http://jb51.net/abcd    # 完全匹配
  http://jb51.net/abcd    # 匹配，这就是它不区分大小写的特性
  http://jb51.net/abcd?param1¶m2  # 忽略查询串参数（query string arguments），这里就是 /abcd 后面的 ?param1¶m2
  http://jb51.net/abcd/  # 不匹配，因为末尾存在反斜杠（trailing slash），并不匹配正则表达式 ^/abcd$
  http://jb51.net/abcde  # 不匹配正则表达式 ^/abcd$

5. ^~
匹配情况类似 2. (none) 的情况，以指定匹配模式开头的 uri 被匹配，不同的是，一旦匹配成功，那么 nginx 就停止去寻找其他的 location 块进行匹配了（与 location 匹配顺序有关）

6. @
用于定义一个 location 块，且该块不能被外部 client 所访问，只能被 nginx 内部配置指令所访问，比如 try_files or error_page

以上是Nginx伺服器中location設定實例分析的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！