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14個Nginx的核心功能點，建議收藏！

Java后端技术全栈

Aug 15, 2023 pm 03:41 PM

nginx

今天來和大家聊聊Nginx在我們實際應運用中的一些非常有用的點。

早期的業務都是基於單體節點部署，由於前期訪問流量不大，因此單體結構也可滿足需求，但隨著業務增長，流量也越來越大，那麼最終單台伺服器受到的存取壓力也會逐步增加。時間一長，單一伺服器效能無法跟上業務成長，就會造成線上頻繁宕機的現象發生，最終導致系統癱瘓無法繼續處理使用者的要求。

從上面的描述中，主要存在兩個問題：

①單體結構的部署方式無法承載日益增長的業務流量。

②當後端節點宕機後，整個系統會陷入癱瘓，導致整個專案無法使用。

因此在這個背景下，引入負載平衡技術可帶來的效益：

#「系統的高可用：」 當某個節點宕機後可以迅速將流量轉移至其他節點。
「系統的高效能：」 多台伺服器共同對外提供服務，為整個系統提供了更高規模的吞吐。
「系統的拓展性：」 當業務再次出現成長或萎靡時，可再加入/減少節點，靈活伸縮。

OK~，既然引入負載平衡技術可為我們帶來如此巨大的好處，那麼又有那些方案可供選擇呢？主要有兩種負載方案，「「硬體層面與軟體層面」」 ，比較常用的硬體負載器有A10、F5等，但這些機器動輒大幾萬乃至幾十萬的成本，因此一般大型企業會採用此方案，如銀行、國企、央企等。而成本有限，但依舊想做負載平衡的項目，那麼可在軟體層面實現，如典型的Nginx等，軟體層的負載也是本文的重點，畢竟Boss們的準則之一就是：「「能靠科技實現的就盡量不花錢。」」

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一、效能怪獸-Nginx概念深入淺出

#Nginx是目前負載平衡技術中的主流方案，幾乎絕大部分專案都會使用它，Nginx是一個輕量級的高效能HTTP反向代理伺服器，同時它也是一個通用類型的代理伺服器，支援絕大部分協議，如TCP、UDP、SMTP、HTTPS等。

Nginx與Redis相同，都是基於多重化模型所建構的產物，因此它與Redis同樣具備「「資源佔用少、同時支援高」」 的特點，在理論上單節點的Nginx同時支援5W###並發連接，而實際生產環境中，硬體基礎到位再結合簡單調優後確實能達到該數值。

先來看看

Nginx引進前後，客戶端請求處理流程的比較：

原本客戶端是直接請求目標伺服器，由目標伺服器直接完成請求處理工作，但加入Nginx後，所有的請求會先經過 Nginx，再由其進行分發到特定的伺服器處理，處理完成後再返回Nginx，最後由Nginx將最終的回應結果傳回給客戶端。

了解了Nginx的基本概念後，再來快速搭建環境，以及了解一些Nginx的高階特性，如動靜分離、資源壓縮、快取配置、 IP黑名單、高可用保障等。

二、Nginx環境建構

❶先建立Nginx的目錄並進入：

[root@localhost]# mkdir /soft && mkdir /soft/nginx/  
[root@localhost]# cd /soft/nginx/

❷下載Nginx的安裝包，可以透過FTP工具上傳離線環境包，也可透過wget指令線上取得安裝包：

[root@localhost]# wget https://nginx.org/download/nginx-1.21.6.tar.gz

没有wget命令的可通过yum命令安装：

[root@localhost]# yum -y install wget

❸解压Nginx的压缩包：

[root@localhost]# tar -xvzf nginx-1.21.6.tar.gz

❹下载并安装Nginx所需的依赖库和包：

[root@localhost]# yum install --downloadonly --downloaddir=/soft/nginx/ gcc-c++  
[root@localhost]# yum install --downloadonly --downloaddir=/soft/nginx/ pcre pcre-devel4  
[root@localhost]# yum install --downloadonly --downloaddir=/soft/nginx/ zlib zlib-devel  
[root@localhost]# yum install --downloadonly --downloaddir=/soft/nginx/ openssl openssl-devel

也可以通过yum命令一键下载（推荐上面哪种方式）：

[root@localhost]# yum -y install gcc zlib zlib-devel pcre-devel openssl openssl-devel

执行完成后，然后ls查看目录文件，会看一大堆依赖：

紧接着通过rpm命令依次将依赖包一个个构建，或者通过如下指令一键安装所有依赖包：

[root@localhost]# rpm -ivh --nodeps *.rpm

❺进入解压后的nginx目录，然后执行Nginx的配置脚本，为后续的安装提前配置好环境，默认位于/usr/local/nginx/目录下（可自定义目录）：

[root@localhost]# cd nginx-1.21.6  
[root@localhost]# ./configure --prefix=/soft/nginx/

❻编译并安装Nginx：

[root@localhost]# make && make install

❼最后回到前面的/soft/nginx/目录，输入ls即可看见安装nginx完成后生成的文件。

❽修改安装后生成的conf目录下的nginx.conf配置文件：

[root@localhost]# vi conf/nginx.conf  
    修改端口号：listen    80;  
 修改IP地址：server_name  你当前机器的本地IP(线上配置域名);

❾制定配置文件并启动Nginx：

[root@localhost]# sbin/nginx -c conf/nginx.conf  
[root@localhost]# ps aux | grep nginx

Nginx其他操作命令：

sbin/nginx -t -c conf/nginx.conf # 检测配置文件是否正常  
sbin/nginx -s reload -c conf/nginx.conf # 修改配置后平滑重启  
sbin/nginx -s quit # 优雅关闭Nginx，会在执行完当前的任务后再退出  
sbin/nginx -s stop # 强制终止Nginx，不管当前是否有任务在执行

❿开放80端口，并更新防火墙：

[root@localhost]# firewall-cmd --zone=public --add-port=80/tcp --permanent  
[root@localhost]# firewall-cmd --reload  
[root@localhost]# firewall-cmd --zone=public --list-ports

⓫在Windows/Mac的浏览器中，直接输入刚刚配置的IP地址访问Nginx：

最终看到如上的Nginx欢迎界面，代表Nginx安装完成。

三、Nginx反向代理-负载均衡

首先通过SpringBoot+Freemarker快速搭建一个WEB项目：springboot-web-nginx，然后在该项目中，创建一个IndexNginxController.java文件，逻辑如下：

@Controller  
public class IndexNginxController {  
    @Value("${server.port}")  
    private String port;  
  
    @RequestMapping("/")  
    public ModelAndView index(){  
        ModelAndView model = new ModelAndView();  
        model.addObject("port", port);  
        model.setViewName("index");  
        return model;  
    }  
}

在该Controller类中，存在一个成员变量：port，它的值即是从application.properties配置文件中获取server.port值。当出现访问/资源的请求时，跳转前端index页面，并将该值携带返回。

前端的index.ftl文件代码如下：

<html>  
    <head>  
        <title>Nginx演示页面</title>  
        <link href="nginx_style.css" rel="stylesheet" type="text/css"/>  
    </head>  
    <body>  
        <div style="border: 2px solid red;margin: auto;width: 800px;text-align: center">  
            <div  id="nginx_title">  
                <h1 id="欢迎来到熊猫高级会所-我是竹子-port-号">欢迎来到熊猫高级会所，我是竹子${port}号！</h1>  
            </div>  
        </div>  
    </body>  
</html>

从上可以看出其逻辑并不复杂，仅是从响应中获取了port输出。

OK~，前提工作准备就绪后，再简单修改一下nginx.conf的配置即可：

upstream nginx_boot{  
   # 30s内检查心跳发送两次包，未回复就代表该机器宕机，请求分发权重比为1:2  
   server 192.168.0.000:8080 weight=100 max_fails=2 fail_timeout=30s;   
   server 192.168.0.000:8090 weight=200 max_fails=2 fail_timeout=30s;  
   # 这里的IP请配置成你WEB服务所在的机器IP  
}  
  
server {  
    location / {  
        root   html;  
        # 配置一下index的地址，最后加上index.ftl。  
        index  index.html index.htm index.jsp index.ftl;  
        proxy_set_header Host $host;  
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;  
        proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;  
        # 请求交给名为nginx_boot的upstream上  
        proxy_pass http://nginx_boot;  
    }  
}

至此，所有的前提工作准备就绪，紧接着再启动Nginx，然后再启动两个web服务，第一个WEB服务启动时，在application.properties配置文件中，将端口号改为8080，第二个WEB服务启动时，将其端口号改为8090。

最终来看看效果：

14個Nginx的核心功能點，建議收藏！负载均衡效果-动图演示

因为配置了请求分发的权重，8080、8090的权重比为2:1，因此请求会根据权重比均摊到每台机器，也就是8080一次、8090两次、8080一次......

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Nginx請求分發原則

客戶端發出的請求192.168.12.129最終會轉變為：http:/ /192.168.12.129:80/，然後再向目標IP發起請求，流程如下：

14個Nginx的核心功能點，建議收藏！請求分發原則

由於Nginx監聽了192.168.12.129的80端口，所以最終該請求會找到Nginx進程；
Nginx首先會根據配置的location規則進行匹配，根據客戶端的請求路徑/ ，會定位到location /{}規則；
然後根據該location中配置的proxy_pass會再找到名為nginx_boot的upstream;
最後根據upstream中的設定訊息，將請求轉送到執行WEB服務的機器處理，由於配置了多個WEB服務，且配置了權重值，因此Nginx會依序根據權重比分發請求。

四、Nginx動靜分離

#動靜分離應該是聽的次數較多的效能最佳化方案，那先思考一個問題：「「為什麼需要做動靜分離呢？它帶來的好處是什麼？」 其實這個問題也不難回答，當你搞懂了網站的本質後，自然就理解了動靜分離的重要性。先來以淘寶為例分析看看：

14個Nginx的核心功能點，建議收藏！淘寶首頁

當瀏覽器輸入www.taobao.com訪問淘寶首頁時，開啟開發者偵錯工具可以很明顯的看到，首頁載入會出現100 的請求數，而正常專案開發時，靜態資源一般會放入到resources/static/目錄下：

14個Nginx的核心功能點，建議收藏！ IDEA 工程結構

在專案上線部署時，這些靜態資源會一起打成包，那此時思考一個問題：「「假設淘寶也是這樣幹的，那麼首頁載入時的請求最終會去到哪裡被處理？」」 答案毋庸置疑，首頁100 的所有請求都會來到部署WEB服務的機器處理，那則代表著一個客戶端請求淘寶首頁，就會對後端伺服器造成100 的並發請求。毫無疑問，這對於後端伺服器的壓力是特別巨大的。

但此時不妨分析看看，首頁100 的請求中，是不是至少有60 是屬於*.js、*.css、 *.html、*.jpg.....這類靜態資源的請求呢？答案是Yes。

既然有這麼多請求屬於靜態的，這些資源大概率情況下，長時間也不會出現變動，那為何還要讓這些請求到後端再處理呢？能不能在此之前就事先處理掉？當然OK，因此經過分析之後能夠明確一點：「「做了動靜分離之後，至少能夠讓後端服務減少一半以上的並發量。」 到此時大家應該明白了動靜分離所能帶來的性能效益究竟有多大。

OK~，搞清楚動靜分離的必要性之後，如何實現動靜分離呢？其實非常簡單，實戰看看。

①先在部署Nginx的機器，Nginx目錄下建立一個目錄static_resources：

mkdir static_resources

②将项目中所有的静态资源全部拷贝到该目录下，而后将项目中的静态资源移除重新打包。

③稍微修改一下nginx.conf的配置，增加一条location匹配规则：

location ~ .*\.(html|htm|gif|jpg|jpeg|bmp|png|ico|txt|js|css){  
    root   /soft/nginx/static_resources;  
    expires 7d;  
}

然后照常启动nginx和移除了静态资源的WEB服务，你会发现原本的样式、js效果、图片等依旧有效，如下：

其中static目录下的nginx_style.css文件已被移除，但效果依旧存在（绿色字体+蓝色大边框)：

14個Nginx的核心功能點，建議收藏！移除后效果动图

最后解读一下那条location规则：

location ~ .*\.(html|htm|gif|jpg|jpeg|bmp|png|ico|txt|js|css)

~代表匹配时区分大小写
.*代表任意字符都可以出现零次或多次，即资源名不限制
\.代表匹配后缀分隔符.
(html|...|css)代表匹配括号里所有静态资源类型

综上所述，简单一句话概述：该配置表示匹配以.html~.css为后缀的所有资源请求。

「最后提一嘴，也可以将静态资源上传到文件服务器中，然后location中配置一个新的upstream指向。」

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五、Nginx资源压缩

建立在动静分离的基础之上，如果一个静态资源的Size越小，那么自然传输速度会更快，同时也会更节省带宽，因此我们在部署项目时，也可以通过Nginx对于静态资源实现压缩传输，一方面可以节省带宽资源，第二方面也可以加快响应速度并提升系统整体吞吐。

在Nginx也提供了三个支持资源压缩的模块ngx_http_gzip_module、ngx_http_gzip_static_module、ngx_http_gunzip_module，其中ngx_http_gzip_module属于内置模块，代表着可以直接使用该模块下的一些压缩指令，后续的资源压缩操作都基于该模块，先来看看压缩配置的一些参数/指令：

了解了Nginx中的基本压缩配置后，接下来可以在Nginx中简单配置一下：

http{
    # 开启压缩机制
    gzip on;
    # 指定会被压缩的文件类型(也可自己配置其他类型)
    gzip_types text/plain application/javascript text/css application/xml text/javascript image/jpeg image/gif image/png;
    # 设置压缩级别，越高资源消耗越大，但压缩效果越好
    gzip_comp_level 5;
    # 在头部中添加Vary: Accept-Encoding（建议开启）
    gzip_vary on;
    # 处理压缩请求的缓冲区数量和大小
    gzip_buffers 16 8k;
    # 对于不支持压缩功能的客户端请求不开启压缩机制
    gzip_disable "MSIE [1-6]\."; # 低版本的IE浏览器不支持压缩
    # 设置压缩响应所支持的HTTP最低版本
    gzip_http_version 1.1;
    # 设置触发压缩的最小阈值
    gzip_min_length 2k;
    # 关闭对后端服务器的响应结果进行压缩
    gzip_proxied off;
}

在上述的压缩配置中，最后一个gzip_proxied选项，可以根据系统的实际情况决定，总共存在多种选项：

off：關閉Nginx對後台伺服器的回應結果進行壓縮。
expired：如果回應頭中包含Expires訊息，則開啟壓縮。
no-cache：如果回應頭中包含Cache-Control:no-cache訊息，則開啟壓縮。
no-store：如果回應頭中包含Cache-Control:no-store訊息，則開啟壓縮。
private：如果回應頭中包含Cache-Control:private訊息，則開啟壓縮。
no_last_modified：如果回應頭中不包含Last-Modified訊息，則開啟壓縮。
no_etag：如果响应头中不包含ETag信息，则开启压缩。
auth：如果响应头中包含Authorization信息，则开启压缩。
any：无条件对后端的响应结果开启压缩机制。

OK~，简单修改好了Nginx的压缩配置后，可以在原本的index页面中引入一个jquery-3.6.0.js文件：

<script type="text/javascript" src="jquery-3.6.0.js"></script>

分别来对比下压缩前后的区别：

从图中可以很明显看出，未开启压缩机制前访问时，js文件的原始大小为230K，当配置好压缩后再重启Nginx，会发现文件大小从230KB→69KB，效果立竿见影！

注意點：①對於圖片、影片類型的數據，會預設開啟壓縮機制，因此一般無需再次開啟壓縮。 ②對於.js檔案而言，需要指定壓縮類型為application/javascript，而非text/javascript、application/x-javascript。

六、Nginx緩衝區

先來思考一個問題，存取Nginx的專案一般請求流程為：“客戶端→Nginx→服務端”，在這個過程中存在兩個連接：“客戶端→Nginx、Nginx→服務端”，那麼兩個不同的連線速度不一致，就會影響使用者的體驗（例如瀏覽器的載入速度跟不上服務端的回應速度）。

其實也就類似電腦的記憶體跟不上CPU速度，所以對於使用者造成的體驗感極差，因此在CPU設計時都會加入三級高速緩衝區，用於緩解CPU和記憶體速率不一致的矛盾。在Nginx也同樣存在緩衝區的機制，主要目的就在於：「「用來解決兩個連接之間速度不匹配造成的問題」」 ，有了緩衝後，Nginx代理程式可暫存後端的回應，然後按需供給資料給客戶端。先來看看一些關於緩衝區的設定項：

proxy_buffering：是否啟用緩衝機制，預設為on關閉狀態。
client_body_buffer_size：設定緩衝客戶端請求資料的記憶體大小。
proxy_buffers：為每個請求/連線設定緩衝區的數量和大小，預設4 4k/8k。
proxy_buffer_size：設定用於儲存回應頭的緩衝區大小。
proxy_busy_buffers_size：在後端資料沒有完全接收完成時，Nginx可以將busy狀態的緩衝返回給客戶端，該參數用來設定busy狀態的buffer具體有多大，預設為proxy_buffer_size*2。
proxy_temp_path：當記憶體緩衝區存滿時，可以將資料暫時存放到磁碟，該參數是設定儲存緩衝資料的目錄。
path是暫存目錄的路徑。

#語法：proxy_temp_path path; path是暫存目錄的路徑

proxy_temp_file_write_size：設定每次寫資料到暫存檔案的大小限制。
proxy_max_temp_file_size：設定暫時的緩衝目錄中允許儲存的最大容量。
非緩衝參數項目：

proxy_connect_timeout：设置与后端服务器建立连接时的超时时间。
proxy_read_timeout：设置从后端服务器读取响应数据的超时时间。
proxy_send_timeout：设置向后端服务器传输请求数据的超时时间。

具体的nginx.conf配置如下：

http{  
    proxy_connect_timeout 10;  
    proxy_read_timeout 120;  
    proxy_send_timeout 10;  
    proxy_buffering on;  
    client_body_buffer_size 512k;  
    proxy_buffers 4 64k;  
    proxy_buffer_size 16k;  
    proxy_busy_buffers_size 128k;  
    proxy_temp_file_write_size 128k;  
    proxy_temp_path /soft/nginx/temp_buffer;  
}

上述的缓冲区参数，是基于每个请求分配的空间，而并不是所有请求的共享空间。当然，具体的参数值还需要根据业务去决定，要综合考虑机器的内存以及每个请求的平均数据大小。

最后提一嘴：使用缓冲也可以减少即时传输带来的带宽消耗。

七、Nginx缓存机制

对于性能优化而言，缓存是一种能够大幅度提升性能的方案，因此几乎可以在各处都能看见缓存，如客户端缓存、代理缓存、服务器缓存等等，Nginx的缓存则属于代理缓存的一种。对于整个系统而言，加入缓存带来的优势额外明显：

减少了再次向后端或文件服务器请求资源的带宽消耗。
降低了下游服务器的访问压力，提升系统整体吞吐。
缩短了响应时间，提升了加载速度，打开页面的速度更快。

那么在Nginx中，又该如何配置代理缓存呢？先来看看缓存相关的配置项：

「proxy_cache_path」：代理缓存的路径。

语法：

proxy_cache_path path [levels=levels] [use_temp_path=on|off] keys_zone=name:size [inactive=time] [max_size=size] [manager_files=number] [manager_sleep=time] [manager_threshold=time] [loader_files=number] [loader_sleep=time] [loader_threshold=time] [purger=on|off] [purger_files=number] [purger_sleep=time] [purger_threshold=time];

是的，你没有看错，就是这么长....，解释一下每个参数项的含义：

path：快取的路徑位址。
levels：快取儲存的層次結構，最多允許三層目錄。
use_temp_path：是否使用暫存目錄。
keys_zone：指定一個共享記憶體空間來儲存熱點Key(1M可儲存8000個Key)。
inactive：設定快取多久未被存取後刪除（預設是十分鐘）。
max_size：允許快取的最大儲存空間，超出後會基於LRU演算法移除緩存，Nginx會建立一個Cache manager的進程移除數據，也可以透過purge方式。
manager_files：manager程序每次移除快取檔案數量的上限。
manager_sleep：manager程序每次移除快取檔案的時間上限。
manager_threshold：manager程序每次移除快取後的間隔時間。
loader_files：重啟Nginx載入快取時，每次載入的個數，預設100。
loader_sleep：每次载入时，允许的最大时间上限，默认200ms。
loader_threshold：一次载入后，停顿的时间间隔，默认50ms。
purger：是否开启purge方式移除数据。
purger_files：每次移除缓存文件时的数量。
purger_sleep：每次移除时，允许消耗的最大时间。
purger_threshold：每次移除完成后，停顿的间隔时间。

「proxy_cache」：开启或关闭代理缓存，开启时需要指定一个共享内存区域。

语法：

proxy_cache zone | off;

zone为内存区域的名称，即上面中keys_zone设置的名称。

「proxy_cache_key」：定义如何生成缓存的键。

语法：

proxy_cache_key string;

string为生成Key的规则，如$scheme$proxy_host$request_uri。

「proxy_cache_valid」：缓存生效的状态码与过期时间。

语法：

proxy_cache_valid [code ...] time;

code为状态码，time为有效时间，可以根据状态码设置不同的缓存时间。

例如：proxy_cache_valid 200 302 30m;

「proxy_cache_min_uses」：设置资源被请求多少次后被缓存。

语法：

proxy_cache_min_uses number;

number为次数，默认为1。

「proxy_cache_use_stale」：当后端出现异常时，是否允许Nginx返回缓存作为响应。

语法：

proxy_cache_use_stale error;

error为错误类型，可配置timeout|invalid_header|updating|http_500...。

「proxy_cache_lock」：对于相同的请求，是否开启锁机制，只允许一个请求发往后端。

语法：

proxy_cache_lock on | off;

「proxy_cache_lock_timeout」：配置锁超时机制，超出规定时间后会释放请求。

proxy_cache_lock_timeout time;

「proxy_cache_methods」：设置对于那些HTTP方法开启缓存。

语法：

proxy_cache_methods method;

method为请求方法类型，如GET、HEAD等。

「proxy_no_cache」：定义不存储缓存的条件，符合时不会保存。

语法：

proxy_no_cache string...;

string为条件，例如$cookie_nocache $arg_nocache $arg_comment;

「proxy_cache_bypass」：定义不读取缓存的条件，符合时不会从缓存中读取。

语法：

proxy_cache_bypass string...;

和上面proxy_no_cache的配置方法类似。

「add_header」：往响应头中添加字段信息。

语法：

add_header fieldName fieldValue;

「$upstream_cache_status」：记录了缓存是否命中的信息，存在多种情况：

MISS：请求未命中缓存。
HIT：请求命中缓存。
EXPIRED：请求命中缓存但缓存已过期。
STALE：请求命中了陈旧缓存。
REVALIDDATED：Nginx验证陈旧缓存依然有效。
UPDATING：命中的缓存内容陈旧，但正在更新缓存。
BYPASS：响应结果是从原始服务器获取的。

PS：这个和之前的不同，之前的都是参数项，这个是一个Nginx内置变量。

OK~，对于Nginx中的缓存配置项大概了解后，接着来配置一下Nginx代理缓存：

http{  
    # 设置缓存的目录，并且内存中缓存区名为hot_cache，大小为128m，  
    # 三天未被访问过的缓存自动清楚，磁盘中缓存的最大容量为2GB。  
    proxy_cache_path /soft/nginx/cache levels=1:2 keys_zone=hot_cache:128m inactive=3d max_size=2g;  
      
    server{  
        location / {  
            # 使用名为nginx_cache的缓存空间  
            proxy_cache hot_cache;  
            # 对于200、206、304、301、302状态码的数据缓存1天  
            proxy_cache_valid 200 206 304 301 302 1d;  
            # 对于其他状态的数据缓存30分钟  
            proxy_cache_valid any 30m;  
            # 定义生成缓存键的规则（请求的url+参数作为key）  
            proxy_cache_key $host$uri$is_args$args;  
            # 资源至少被重复访问三次后再加入缓存  
            proxy_cache_min_uses 3;  
            # 出现重复请求时，只让一个去后端读数据，其他的从缓存中读取  
            proxy_cache_lock on;  
            # 上面的锁超时时间为3s，超过3s未获取数据，其他请求直接去后端  
            proxy_cache_lock_timeout 3s;  
            # 对于请求参数或cookie中声明了不缓存的数据，不再加入缓存  
            proxy_no_cache $cookie_nocache $arg_nocache $arg_comment;  
            # 在响应头中添加一个缓存是否命中的状态（便于调试）  
            add_header Cache-status $upstream_cache_status;  
        }  
    }  
}

接着来看一下效果，如下：

第一次访问时，因为还没有请求过资源，所以缓存中没有数据，因此没有命中缓存。第二、三次，依旧没有命中缓存，直至第四次时才显示命中，这是为什么呢？因为在前面的缓存配置中，我们配置了加入缓存的最低条件为：「「资源至少要被请求三次以上才会加入缓存。」」 这样可以避免很多无效缓存占用空间。

缓存清理

当缓存过多时，如果不及时清理会导致磁盘空间被“吃光”，因此我们需要一套完善的缓存清理机制去删除缓存，在之前的proxy_cache_path参数中有purger相关的选项，开启后可以帮我们自动清理缓存，但遗憾的是：**purger系列参数只有商业版的NginxPlus才能使用，因此需要付费才可使用。**

不过天无绝人之路，我们可以通过强大的第三方模块ngx_cache_purge来替代，先来安装一下该插件：①首先去到Nginx的安装目录下，创建一个cache_purge目录：

[root@localhost]# mkdir cache_purge && cd cache_purge

②通过wget指令从github上拉取安装包的压缩文件并解压：

[root@localhost]# wget https://github.com/FRiCKLE/ngx_cache_purge/archive/2.3.tar.gz  
[root@localhost]# tar -xvzf 2.3.tar.gz

③再次去到之前Nginx的解压目录下：

[root@localhost]# cd /soft/nginx/nginx1.21.6

④重新构建一次Nginx，通过--add-module的指令添加刚刚的第三方模块：

[root@localhost]# ./configure --prefix=/soft/nginx/ --add-module=/soft/nginx/cache_purge/ngx_cache_purge-2.3/

⑤重新根据刚刚构建的Nginx，再次编译一下，「但切记不要make install」 ：

[root@localhost]# make

⑥删除之前Nginx的启动文件，不放心的也可以移动到其他位置：

[root@localhost]# rm -rf /soft/nginx/sbin/nginx

⑦从生成的objs目录中，重新复制一个Nginx的启动文件到原来的位置：

[root@localhost]# cp objs/nginx /soft/nginx/sbin/nginx

至此，第三方缓存清除模块ngx_cache_purge就安装完成了，接下来稍微修改一下nginx.conf配置，再添加一条location规则：

location ~ /purge(/.*) {  
  # 配置可以执行清除操作的IP（线上可以配置成内网机器）  
  # allow 127.0.0.1; # 代表本机  
  allow all; # 代表允许任意IP清除缓存  
  proxy_cache_purge $host$1$is_args$args;  
}

然后再重启Nginx，接下来即可通过http://xxx/purge/xx的方式清除缓存。

八、Nginx实现IP黑白名单

有时候往往有些需求，可能某些接口只能开放给对应的合作商，或者购买/接入API的合作伙伴，那么此时就需要实现类似于IP白名单的功能。而有时候有些恶意攻击者或爬虫程序，被识别后需要禁止其再次访问网站，因此也需要实现IP黑名单。那么这些功能无需交由后端实现，可直接在Nginx中处理。

Nginx做黑白名单机制，主要是通过allow、deny配置项来实现：

allow xxx.xxx.xxx.xxx; # 允许指定的IP访问，可以用于实现白名单。  
deny xxx.xxx.xxx.xxx; # 禁止指定的IP访问，可以用于实现黑名单。

要同时屏蔽/开放多个IP访问时，如果所有IP全部写在nginx.conf文件中定然是不显示的，这种方式比较冗余，那么可以新建两个文件BlocksIP.conf、WhiteIP.conf：

# --------黑名单：BlocksIP.conf---------  
deny 192.177.12.222; # 屏蔽192.177.12.222访问  
deny 192.177.44.201; # 屏蔽192.177.44.201访问  
deny 127.0.0.0/8; # 屏蔽127.0.0.1到127.255.255.254网段中的所有IP访问  
  
# --------白名单：WhiteIP.conf---------  
allow 192.177.12.222; # 允许192.177.12.222访问  
allow 192.177.44.201; # 允许192.177.44.201访问  
allow 127.45.0.0/16; # 允许127.45.0.1到127.45.255.254网段中的所有IP访问  
deny all; # 除开上述IP外，其他IP全部禁止访问

分别将要禁止/开放的IP添加到对应的文件后，可以再将这两个文件在nginx.conf中导入：

http{  
    # 屏蔽该文件中的所有IP  
    include /soft/nginx/IP/BlocksIP.conf;   
 server{  
    location xxx {  
        # 某一系列接口只开放给白名单中的IP  
        include /soft/nginx/IP/blockip.conf;   
    }  
 }  
}

对于文件具体在哪儿导入，这个也并非随意的，如果要整站屏蔽/开放就在http中导入，如果只需要一个域名下屏蔽/开放就在sever中导入，如果只需要针对于某一系列接口屏蔽/开放IP，那么就在location中导入。

当然，上述只是最简单的IP黑/白名单实现方式，同时也可以通过ngx_http_geo_module、ngx_http_geo_module第三方库去实现（这种方式可以按地区、国家进行屏蔽，并且提供了IP库）。

九、Nginx跨域配置

跨域问题在之前的单体架构开发中，其实是比较少见的问题，除非是需要接入第三方SDK时，才需要处理此问题。但随着现在前后端分离、分布式架构的流行，跨域问题也成为了每个Java开发必须要懂得解决的一个问题。

跨域问题产生的原因

产生跨域问题的主要原因就在于 「同源策略」 ，为了保证用户信息安全，防止恶意网站窃取数据，同源策略是必须的，否则cookie可以共享。由于http无状态协议通常会借助cookie来实现有状态的信息记录，例如用户的身份/密码等，因此一旦cookie被共享，那么会导致用户的身份信息被盗取。

同源策略主要是指三点相同，「「协议+域名+端口」」 相同的两个请求，则可以被看做是同源的，但如果其中任意一点存在不同，则代表是两个不同源的请求，同源策略会限制了不同源之间的资源交互。

Nginx解决跨域问题

弄明白了跨域问题的产生原因，接下来看看Nginx中又该如何解决跨域呢？其实比较简单，在nginx.conf中稍微添加一点配置即可：

location / {  
    # 允许跨域的请求，可以自定义变量$http_origin，*表示所有  
    add_header &#39;Access-Control-Allow-Origin&#39; *;  
    # 允许携带cookie请求  
    add_header &#39;Access-Control-Allow-Credentials&#39; &#39;true&#39;;  
    # 允许跨域请求的方法：GET,POST,OPTIONS,PUT  
    add_header &#39;Access-Control-Allow-Methods&#39; &#39;GET,POST,OPTIONS,PUT&#39;;  
    # 允许请求时携带的头部信息，*表示所有  
    add_header &#39;Access-Control-Allow-Headers&#39; *;  
    # 允许发送按段获取资源的请求  
    add_header &#39;Access-Control-Expose-Headers&#39; &#39;Content-Length,Content-Range&#39;;  
    # 一定要有！！！否则Post请求无法进行跨域！  
    # 在发送Post跨域请求前，会以Options方式发送预检请求，服务器接受时才会正式请求  
    if ($request_method = &#39;OPTIONS&#39;) {  
        add_header &#39;Access-Control-Max-Age&#39; 1728000;  
        add_header &#39;Content-Type&#39; &#39;text/plain; charset=utf-8&#39;;  
        add_header &#39;Content-Length&#39; 0;  
        # 对于Options方式的请求返回204，表示接受跨域请求  
        return 204;  
    }  
}

在nginx.conf文件加上如上配置后，跨域请求即可生效了。

但如果后端是采用分布式架构开发的，有时候RPC调用也需要解决跨域问题，不然也同样会出现无法跨域请求的异常，因此可以在你的后端项目中，通过继承HandlerInterceptorAdapter类、实现WebMvcConfigurer接口、添加@CrossOrgin注解的方式实现接口之间的跨域配置。

十、Nginx防盜鏈設計

首先了解何謂盜鏈：「「盜鏈即是指外部網站引進目前網站的資源對外展示”” ，來舉個簡單的例子理解：

好比壁紙網站X站、Y站，X站是一點點去購買版權、簽約作者的方式，從而積累了海量的壁紙素材，但Y站由於資金等各方面的原因，就直接通過<img src="/static/imghwm/default1.png" data-src="X站/xxx.jpg" class="lazy" alt="14個Nginx的核心功能點，建議收藏！" >這種方式照搬了X站的所有壁紙資源，繼而提供給用戶下載。

那麼如果我們自己是這個X站的Boss，心中必然不爽，那麼此時又該如何屏蔽這類問題呢？那麼接下來要敘說的「「防盜鏈」」 登場了！

Nginx的防盗链机制实现，跟一个头部字段：Referer有关，该字段主要描述了当前请求是从哪儿发出的，那么在Nginx中就可获取该值，然后判断是否为本站的资源引用请求，如果不是则不允许访问。Nginx中存在一个配置项为valid_referers，正好可以满足前面的需求，语法如下：

valid_referers none | blocked | server_names | string ...;

none：表示接受没有Referer字段的HTTP请求访问。
blocked：表示允许http://或https//以外的请求访问。
server_names：资源的白名单，这里可以指定允许访问的域名。
string：可自定义字符串，支配通配符、正则表达式写法。

简单了解语法后，接下来的实现如下：

# 在动静分离的location中开启防盗链机制  
location ~ .*\.(html|htm|gif|jpg|jpeg|bmp|png|ico|txt|js|css){  
    # 最后面的值在上线前可配置为允许的域名地址  
    valid_referers blocked 192.168.12.129;  
    if ($invalid_referer) {  
        # 可以配置成返回一张禁止盗取的图片  
        # rewrite   ^/ http://xx.xx.com/NO.jpg;  
        # 也可直接返回403  
        return   403;  
    }  
      
    root   /soft/nginx/static_resources;  
    expires 7d;  
}

根据上述中的内容配置后，就已经通过Nginx实现了最基本的防盗链机制，最后只需要额外重启一下就好啦！当然，对于防盗链机制实现这块，也有专门的第三方模块ngx_http_accesskey_module实现了更为完善的设计，感兴趣的小伙伴可以自行去看看。

PS：防盗链机制也无法解决爬虫伪造referers信息的这种方式抓取数据。

十一、Nginx大文件传输配置

在某些业务场景中需要传输一些大文件，但大文件传输时往往都会会出现一些Bug，比如文件超出限制、文件传输过程中请求超时等，那么此时就可以在Nginx稍微做一些配置，先来了解一些关于大文件传输时可能会用的配置项：

在传输大文件时，client_max_body_size、client_header_timeout、proxy_read_timeout、proxy_send_timeout这四个参数值都可以根据自己项目的实际情况来配置。

上述配置僅是作為代理層需要配置的，因為最終客戶端傳輸文件還是直接與後端進行交互，這裡只是把作為網關層的Nginx配置調高一點，調到能夠“容納大檔案”傳輸的程度。當然，Nginx中也可以當作檔案伺服器使用，但需要用到一個專門的第三方模組nginx-upload-module，如果專案中檔案上傳的作用處不多，那麼建議可以透過Nginx搭建，畢竟可以節省一台檔案伺服器資源。但如若文件上傳/下載較為頻繁，那麼還是建議額外建置文件伺服器，並將上傳/下載功能交由後端處理。

十二、Nginx設定SLL憑證

#隨著越來越多的網站存取HTTPS，因此Nginx中僅配置HTTP還不夠，往往還需要監聽443連接埠的請求，HTTPS為了確保通訊安全，所以服務端需要配置對應的數位證書，當專案使用Nginx作為網關時，那麼證書在Nginx中也需要配置，接下來簡單聊聊關於SSL證書配置過程：

①先去CA機構或從雲端控制台申請對應的SSL證書，審核通過後下載Nginx版本的證書。

②下載數位憑證後，完整的檔案總共有三個：.crt、.key、.pem：

##. crt：數位憑證文件，.crt是.pem的拓展文件，因此有些人下載後可能沒有。
.key：伺服器的私鑰文件，及非對稱加密的私鑰，用於解密公鑰傳輸的資料。
.pem：Base64-encoded編碼格式的來源憑證文字文件，可自行根需求修改拓展名稱。

③在

Nginx目錄下新建certificate目錄，並將下載好的憑證/私鑰等檔案上傳至該目錄。

④最後修改

nginx.conf檔案即可，如下：

# ----------HTTPS配置-----------  
server {  
    # 监听HTTPS默认的443端口  
    listen 443;  
    # 配置自己项目的域名  
    server_name www.xxx.com;  
    # 打开SSL加密传输  
    ssl on;  
    # 输入域名后，首页文件所在的目录  
    root html;  
    # 配置首页的文件名  
    index index.html index.htm index.jsp index.ftl;  
    # 配置自己下载的数字证书  
    ssl_certificate  certificate/xxx.pem;  
    # 配置自己下载的服务器私钥  
    ssl_certificate_key certificate/xxx.key;  
    # 停止通信时，加密会话的有效期，在该时间段内不需要重新交换密钥  
    ssl_session_timeout 5m;  
    # TLS握手时，服务器采用的密码套件  
    ssl_ciphers ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE:ECDH:AES:HIGH:!NULL:!aNULL:!MD5:!ADH:!RC4;  
    # 服务器支持的TLS版本  
    ssl_protocols TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2;  
    # 开启由服务器决定采用的密码套件  
    ssl_prefer_server_ciphers on;  
  
    location / {  
        ....  
    }  
}  
  
# ---------HTTP请求转HTTPS-------------  
server {  
    # 监听HTTP默认的80端口  
    listen 80;  
    # 如果80端口出现访问该域名的请求  
    server_name www.xxx.com;  
    # 将请求改写为HTTPS（这里写你配置了HTTPS的域名）  
    rewrite ^(.*)$ https://www.xxx.com;  
}

OK~，根据如上配置了Nginx后，你的网站即可通过https://的方式访问，并且当客户端使用http://的方式访问时，会自动将其改写为HTTPS请求。

十三、Nginx的高可用

线上如果采用单个节点的方式部署Nginx，难免会出现天灾人祸，比如系统异常、程序宕机、服务器断电、机房爆炸、地球毁灭....哈哈哈，夸张了。但实际生产环境中确实存在隐患问题，由于Nginx作为整个系统的网关层接入外部流量，所以一旦Nginx宕机，最终就会导致整个系统不可用，这无疑对于用户的体验感是极差的，因此也得保障Nginx高可用的特性。

接下来则会通过keepalived的VIP机制，实现Nginx的高可用。VIP并不是只会员的意思，而是指Virtual IP，即虚拟IP。

keepalived在之前单体架构开发时，是一个用的较为频繁的高可用技术，比如MySQL、Redis、MQ、Proxy、Tomcat等各处都会通过keepalived提供的VIP机制，实现单节点应用的高可用。

Keepalived+重启脚本+双机热备搭建

①首先创建一个对应的目录并下载keepalived到Linux中并解压：

[root@localhost]# mkdir /soft/keepalived && cd /soft/keepalived  
[root@localhost]# wget https://www.keepalived.org/software/keepalived-2.2.4.tar.gz  
[root@localhost]# tar -zxvf keepalived-2.2.4.tar.gz

②进入解压后的keepalived目录并构建安装环境，然后编译并安装：

[root@localhost]# cd keepalived-2.2.4  
[root@localhost]# ./configure --prefix=/soft/keepalived/  
[root@localhost]# make && make install

③进入安装目录的/soft/keepalived/etc/keepalived/并编辑配置文件：

[root@localhost]# cd /soft/keepalived/etc/keepalived/  
[root@localhost]# vi keepalived.conf

④编辑主机的keepalived.conf核心配置文件，如下：

global_defs {  
    # 自带的邮件提醒服务，建议用独立的监控或第三方SMTP，也可选择配置邮件发送。  
    notification_email {  
        root@localhost  
    }  
    notification_email_from root@localhost  
    smtp_server localhost  
    smtp_connect_timeout 30  
    # 高可用集群主机身份标识(集群中主机身份标识名称不能重复，建议配置成本机IP)  
 router_id 192.168.12.129   
}  
  
# 定时运行的脚本文件配置  
vrrp_script check_nginx_pid_restart {  
    # 之前编写的nginx重启脚本的所在位置  
 script "/soft/scripts/keepalived/check_nginx_pid_restart.sh"   
    # 每间隔3秒执行一次  
 interval 3  
    # 如果脚本中的条件成立，重启一次则权重-20  
 weight -20  
}  
  
# 定义虚拟路由，VI_1为虚拟路由的标示符（可自定义名称）  
vrrp_instance VI_1 {  
    # 当前节点的身份标识：用来决定主从（MASTER为主机，BACKUP为从机）  
 state MASTER  
    # 绑定虚拟IP的网络接口，根据自己的机器的网卡配置  
 interface ens33   
    # 虚拟路由的ID号，主从两个节点设置必须一样  
 virtual_router_id 121  
    # 填写本机IP  
 mcast_src_ip 192.168.12.129  
    # 节点权重优先级，主节点要比从节点优先级高  
 priority 100  
    # 优先级高的设置nopreempt，解决异常恢复后再次抢占造成的脑裂问题  
 nopreempt  
    # 组播信息发送间隔，两个节点设置必须一样，默认1s（类似于心跳检测）  
 advert_int 1  
    authentication {  
        auth_type PASS  
        auth_pass 1111  
    }  
    # 将track_script块加入instance配置块  
    track_script {  
        # 执行Nginx监控的脚本  
  check_nginx_pid_restart  
    }  
  
    virtual_ipaddress {  
        # 虚拟IP(VIP)，也可扩展，可配置多个。  
  192.168.12.111  
    }  
}

⑤克隆一台之前的虚拟机作为从（备）机，编辑从机的keepalived.conf文件，如下：

global_defs {  
    # 自带的邮件提醒服务，建议用独立的监控或第三方SMTP，也可选择配置邮件发送。  
    notification_email {  
        root@localhost  
    }  
    notification_email_from root@localhost  
    smtp_server localhost  
    smtp_connect_timeout 30  
    # 高可用集群主机身份标识(集群中主机身份标识名称不能重复，建议配置成本机IP)  
 router_id 192.168.12.130   
}  
  
# 定时运行的脚本文件配置  
vrrp_script check_nginx_pid_restart {  
    # 之前编写的nginx重启脚本的所在位置  
 script "/soft/scripts/keepalived/check_nginx_pid_restart.sh"   
    # 每间隔3秒执行一次  
 interval 3  
    # 如果脚本中的条件成立，重启一次则权重-20  
 weight -20  
}  
  
# 定义虚拟路由，VI_1为虚拟路由的标示符（可自定义名称）  
vrrp_instance VI_1 {  
    # 当前节点的身份标识：用来决定主从（MASTER为主机，BACKUP为从机）  
 state BACKUP  
    # 绑定虚拟IP的网络接口，根据自己的机器的网卡配置  
 interface ens33   
    # 虚拟路由的ID号，主从两个节点设置必须一样  
 virtual_router_id 121  
    # 填写本机IP  
 mcast_src_ip 192.168.12.130  
    # 节点权重优先级，主节点要比从节点优先级高  
 priority 90  
    # 优先级高的设置nopreempt，解决异常恢复后再次抢占造成的脑裂问题  
 nopreempt  
    # 组播信息发送间隔，两个节点设置必须一样，默认1s（类似于心跳检测）  
 advert_int 1  
    authentication {  
        auth_type PASS  
        auth_pass 1111  
    }  
    # 将track_script块加入instance配置块  
    track_script {  
        # 执行Nginx监控的脚本  
  check_nginx_pid_restart  
    }  
  
    virtual_ipaddress {  
        # 虚拟IP(VIP)，也可扩展，可配置多个。  
  192.168.12.111  
    }  
}

⑥新建scripts目录并编写Nginx的重启脚本，check_nginx_pid_restart.sh：

[root@localhost]# mkdir /soft/scripts /soft/scripts/keepalived  
[root@localhost]# touch /soft/scripts/keepalived/check_nginx_pid_restart.sh  
[root@localhost]# vi /soft/scripts/keepalived/check_nginx_pid_restart.sh  
  
#!/bin/sh  
# 通过ps指令查询后台的nginx进程数，并将其保存在变量nginx_number中  
nginx_number=`ps -C nginx --no-header | wc -l`  
# 判断后台是否还有Nginx进程在运行  
if [ $nginx_number -eq 0 ];then  
    # 如果后台查询不到`Nginx`进程存在，则执行重启指令  
    /soft/nginx/sbin/nginx -c /soft/nginx/conf/nginx.conf  
    # 重启后等待1s后，再次查询后台进程数  
    sleep 1  
    # 如果重启后依旧无法查询到nginx进程  
    if [ `ps -C nginx --no-header | wc -l` -eq 0 ];then  
        # 将keepalived主机下线，将虚拟IP漂移给从机，从机上线接管Nginx服务  
        systemctl stop keepalived.service  
    fi  
fi

⑦编写的脚本文件需要更改编码格式，并赋予执行权限，否则可能执行失败：

[root@localhost]# vi /soft/scripts/keepalived/check_nginx_pid_restart.sh  
  
:set fileformat=unix # 在vi命令里面执行，修改编码格式  
:set ff # 查看修改后的编码格式  
  
[root@localhost]# chmod +x /soft/scripts/keepalived/check_nginx_pid_restart.sh

⑧由于安装keepalived时，是自定义的安装位置，因此需要拷贝一些文件到系统目录中：

[root@localhost]# mkdir /etc/keepalived/  
[root@localhost]# cp /soft/keepalived/etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/  
[root@localhost]# cp /soft/keepalived/keepalived-2.2.4/keepalived/etc/init.d/keepalived /etc/init.d/  
[root@localhost]# cp /soft/keepalived/etc/sysconfig/keepalived /etc/sysconfig/

⑨将keepalived加入系统服务并设置开启自启动，然后测试启动是否正常：

[root@localhost]# chkconfig keepalived on  
[root@localhost]# systemctl daemon-reload  
[root@localhost]# systemctl enable keepalived.service  
[root@localhost]# systemctl start keepalived.service

其他命令：

systemctl disable keepalived.service # 禁止开机自动启动  
systemctl restart keepalived.service # 重启keepalived  
systemctl stop keepalived.service # 停止keepalived  
tail -f /var/log/messages # 查看keepalived运行时日志

⑩最后测试一下VIP是否生效，通过查看本机是否成功挂载虚拟IP：

[root@localhost]# ip addr

14個Nginx的核心功能點，建議收藏！虚拟IP-VIP

從上圖可以明顯看見虛擬IP已經成功掛載，但另外一台機器192.168.12.130並不會掛載這個虛擬#IP，只有當主機下線後，作為從機的192.168.12.130才會上線，接替VIP。最後測試外網是否可以正常與VIP通信，即在Windows中直接ping VIP：

##Ping-VIP 14個Nginx的核心功能點，建議收藏！

外部透過

VIP通訊時，也可以正常Ping通，代表虛擬IP設定成功。

Nginx高可用性測試

經過上述步驟後，

keepalived的VIP機制已經搭建成功，在上個階段主要做了幾件事：

一、为部署Nginx的机器挂载了VIP。
二、通过keepalived搭建了主从双机热备。
三、通过keepalived实现了Nginx宕机重启。

由于前面没有域名的原因，因此最初server_name配置的是当前机器的IP，所以需稍微更改一下nginx.conf的配置：

sever{  
    listen    80;  
    # 这里从机器的本地IP改为虚拟IP  
 server_name 192.168.12.111;  
 # 如果这里配置的是域名，那么则将域名的映射配置改为虚拟IP  
}

最后来实验一下效果：

在上述过程中，首先分别启动了keepalived、nginx服务，然后通过手动停止nginx的方式模拟了Nginx宕机情况，过了片刻后再次查询后台进程，我们会发现nginx依旧存活。

從這個過程中不難發現，keepalived已經為我們實現了Nginx宕機後自動重啟的功能，那麼接著再模擬一下伺服器出現故障時的情況：

在上述過程中，我們透過手動關閉keepalived服務模擬了機器斷電、硬體損壞等情況（因為機器斷電等情況=主機中的keepalived進程消失），然後再次查詢了一下本機的IP信息，很明顯會看到VIP消失了！

現在再切換到另一台機器：192.168.12.130來看看情況：

##此刻我們會發現，在主機

192.168.12.129宕機後，VIP自動從主機飄移到了從機192.168.12.130上，而此時客戶端的請求就最終會來到130這台機器的Nginx上。

「「最終，利用Keepalived對Nginx做了主從熱備之後，無論是遇到線上宕機或機房斷電等各類故障時，都能夠確保應用系統能夠為用戶提供7x24小時服務。」」

十四、Nginx性能优化

到这里文章的篇幅较长了，最后再来聊一下关于Nginx的性能优化，主要就简单说说收益最高的几个优化项，在这块就不再展开叙述了，毕竟影响性能都有多方面原因导致的，比如网络、服务器硬件、操作系统、后端服务、程序自身、数据库服务等。

优化一：打开长连接配置

通常Nginx作为代理服务，负责分发客户端的请求，那么建议开启HTTP长连接，用户减少握手的次数，降低服务器损耗，具体如下：

upstream xxx {  
    # 长连接数  
    keepalive 32;  
    # 每个长连接提供的最大请求数  
    keepalived_requests 100;  
    # 每个长连接没有新的请求时，保持的最长时间  
    keepalive_timeout 60s;  
}

优化二、开启零拷贝技术

零拷贝这个概念，在大多数性能较为不错的中间件中都有出现，例如Kafka、Netty等，而Nginx中也可以配置数据零拷贝技术，如下：

sendfile on; # 开启零拷贝机制

零拷贝读取机制与传统资源读取机制的区别：

「传统方式：」 硬件-->内核-->用户空间-->程序空间-->程序内核空间-->网络套接字
「零拷贝方式：」 硬件-->内核-->程序内核空间-->网络套接字

从上述这个过程对比，很轻易就能看出两者之间的性能区别。

优化三、开启无延迟或多包共发机制

在Nginx中有两个较为关键的性能参数，即tcp_nodelay、tcp_nopush，开启方式如下：

tcp_nodelay on;  
tcp_nopush on;

TCP/IP协议中默认是采用了Nagle算法的，即在网络数据传输过程中，每个数据报文并不会立马发送出去，而是会等待一段时间，将后面的几个数据包一起组合成一个数据报文发送，但这个算法虽然提高了网络吞吐量，但是实时性却降低了。

因此你的项目属于交互性很强的应用，那么可以手动开启tcp_nodelay配置，让应用程序向内核递交的每个数据包都会立即发送出去。但这样会产生大量的TCP报文头，增加很大的网络开销。

相反，有些项目的业务对数据的实时性要求并不高，追求的则是更高的吞吐，那么则可以开启tcp_nopush配置项，这个配置就类似于“塞子”的意思，首先将连接塞住，使得数据先不发出去，等到拔去塞子后再发出去。设置该选项后，内核会尽量把小数据包拼接成一个大的数据包（一个MTU）再发送出去.

当然若一定时间后（一般为200ms），内核仍然没有积累到一个MTU的量时，也必须发送现有的数据，否则会一直阻塞。

tcp_nodelay、tcp_nopush两个参数是“互斥”的，如果追求响应速度的应用推荐开启tcp_nodelay参数，如IM、金融等类型的项目。如果追求吞吐量的应用则建议开启tcp_nopush参数，如调度系统、报表系统等。

注意：①tcp_nodelay一般要建立在开启了长连接模式的情况下使用。②tcp_nopush参数是必须要开启sendfile参数才可使用的。

优化四、调整Worker工作进程

Nginx启动后默认只会开启一个Worker工作进程处理客户端请求，而我们可以根据机器的CPU核数开启对应数量的工作进程，以此来提升整体的并发量支持，如下：

# 自动根据CPU核心数调整Worker进程数量  
worker_processes auto;

工作进程的数量最高开到8个就OK了，8个之后就不会有再大的性能提升。

同时也可以稍微调整一下每个工作进程能够打开的文件句柄数：

# 每个Worker能打开的文件描述符，最少调整至1W以上，负荷较高建议2-3W  
worker_rlimit_nofile 20000;

操作系统内核（kernel）都是利用文件描述符来访问文件，无论是打开、新建、读取、写入文件时，都需要使用文件描述符来指定待操作的文件，因此该值越大，代表一个进程能够操作的文件越多（但不能超出内核限制，最多建议3.8W左右为上限）。

优化五、开启CPU亲和机制

对于并发编程较为熟悉的伙伴都知道，因为进程/线程数往往都会远超出系统CPU的核心数，因为操作系统执行的原理本质上是采用时间片切换机制，也就是一个CPU核心会在多个进程之间不断频繁切换，造成很大的性能损耗。

而CPU亲和机制则是指将每个Nginx的工作进程，绑定在固定的CPU核心上，从而减小CPU切换带来的时间开销和资源损耗，开启方式如下：

worker_cpu_affinity auto;

优化六、开启epoll模型及调整并发连接数

在最开始就提到过：Nginx、Redis都是基于多路复用模型去实现的程序，但最初版的多路复用模型select/poll最大只能监听1024个连接，而epoll则属于select/poll接口的增强版，因此采用该模型能够大程度上提升单个Worker的性能，如下：

events {  
    # 使用epoll网络模型  
    use epoll;  
    # 调整每个Worker能够处理的连接数上限  
    worker_connections  10240;  
}

这里对于select/poll/epoll模型就不展开细说了，后面的IO模型文章中会详细剖析。

十五、放在最后的结尾

至此，Nginx的大部分内容都已阐述完毕，关于最后一小节的性能优化内容，其实在前面就谈到的动静分离、分配缓冲区、资源缓存、防盗链、资源压缩等内容，也都可归纳为性能优化的方案。

以上是14個Nginx的核心功能點，建議收藏！的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！

陳述

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