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本文是寫于 2008 年，文中提到 Nginx 不支持 Windows 操作系統(tǒng)，但是現(xiàn)在它已經(jīng)支持了，此外還支持 FreeBSD，Solaris，MacOS X~

Nginx（“engine x”） 是一個高性能的 HTTP 和反向代理服務(wù)器，也是一個 IMAP/POP3/SMTP 服務(wù)器。 Nginx 是由俄羅斯人 Igor Sysoev 為俄羅斯訪問量第二的 Rambler.ru（俄文：Рамблер）站點開發(fā)的，第一個公開版本 0.1.0 發(fā)布于2004年10月4日。其將源代碼以類 BSD 許可證的形式發(fā)布。Nginx 因它的穩(wěn)定性、豐富的功能集、示例配置文件和低系統(tǒng)資源的消耗（10,000 非活動的 HTTP keep-alive 連接僅需要 2.5M內(nèi)存），以及并發(fā)能力（能夠支持高達 50,000 個并發(fā)連接數(shù)的響應(yīng)）而聞名。事實上，nginx 并發(fā)能力確實在同類型的網(wǎng)頁服務(wù)器中表現(xiàn)較好，中國大陸使用nginx網(wǎng)站用戶有：百度、新浪、網(wǎng)易、騰訊等。

原文地址是 www.ibm.com，最新的技術(shù)，尤其是開源社區(qū)有什么，它們的技術(shù)人員都了如指掌，并實踐~

本文主要介紹如何在 Linux 系統(tǒng)上安裝高性能的 HTTP 服務(wù)器 —— Nginx、并在不改變原有網(wǎng)站結(jié)構(gòu)的條件下用 Nginx 來提升網(wǎng)站的訪問速度。

Nginx 簡介

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Nginx ("engine x") 是一個高性能的 HTTP 和 反向代理 服務(wù)器，也是一個 IMAP/POP3/SMTP 代理服務(wù)器。 Nginx 是由 Igor Sysoev 為俄羅斯訪問量第二的 Rambler.ru 站點開發(fā)的，它已經(jīng)在該站點運行超過兩年半了。 Igor 將源代碼以類 BSD 許可證的形式發(fā)布。盡管還是測試版，但是，Nginx 已經(jīng)因為它的穩(wěn)定性、豐富的功能集、示例配置文件和低系統(tǒng)資源的消耗而聞名了。

根據(jù)最新一期（08 年 6 月份）的 NetCraft 調(diào)查報告顯示，已經(jīng)有超過兩百萬的主機使用了 Nginx，這個數(shù)字超過了另外一個輕量級的 HTTP 服務(wù)器 lighttpd， 排名第四，并且發(fā)展迅速。下面是這份報告的前幾名的報表：

產(chǎn)品	網(wǎng)站數(shù)
Apache	84,309,103
IIS	60,987,087
Google GFE	10,465,178
Unknown	4,903,174
nginx	2,125,160
Oversee	1,953,848
lighttpd	1,532,952

關(guān)于這期調(diào)查報告的更詳細信息請看下面鏈接：http://survey.netcraft.com/Reports/200806/

下圖是最近幾個月使用 Nginx 和 lighttpd 的網(wǎng)站數(shù)比較

圖 1. 最近幾個月使用 Nginx 和 lighttpd 的網(wǎng)站數(shù)比較

 

圖 2 Nginx 中文網(wǎng)頁

在 Linux 下安裝 Nginx

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為了確保能在 Nginx 中使用正則表達式進行更靈活的配置，安裝之前需要確定系統(tǒng)是否安裝有 PCRE（Perl Compatible Regular Expressions）包。您可以到 ftp://ftp.csx.cam.ac.uk/pub/software/programming/pcre/ 下載最新的 PCRE 源碼包，使用下面命令下載編譯和安裝 PCRE 包：

# wget ftp://ftp.csx.cam.ac.uk/pub/software/programming/pcre/pcre-7.7.tar.gz

# tar zxvf pcre-7.7.tar.gz

# cd pcre-7.7

# ./configure

# make

# make install

接下來安裝 Nginx，Nginx 一般有兩個版本，分別是穩(wěn)定版和開發(fā)版，您可以根據(jù)您的目的來選擇這兩個版本的其中一個，下面是把 Nginx 安裝到 /opt/nginx 目錄下的詳細步驟：

# wget http://sysoev.ru/nginx/nginx-0.6.31.tar.gz

# tar zxvf nginx-0.6.31.tar.gz

# cd nginx-0.6.31

# ./configure --with-http_stub_status_module –prefix=/opt/nginx

# make

# make install

其中參數(shù) --with-http_stub_status_module 是為了啟用 nginx 的 NginxStatus 功能，用來監(jiān)控 Nginx 的當前狀態(tài)。

安裝成功后 /opt/nginx 目錄下有四個子目錄分別是：conf、html、logs、sbin 。其中 Nginx 的配置文件存放于 conf/nginx.conf，Nginx 只有一個程序文件位于 sbin 目錄下的 nginx 文件。確保系統(tǒng)的 80 端口沒被其他程序占用，運行 sbin/nginx 命令來啟動 Nginx，打開瀏覽器訪問此機器的 IP，如果瀏覽器出現(xiàn) Welcome to nginx! 則表示 Nginx 已經(jīng)安裝并運行成功。

常用的 Nginx 參數(shù)和控制

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程序運行參數(shù)

Nginx 安裝后只有一個程序文件，本身并不提供各種管理程序，它是使用參數(shù)和系統(tǒng)信號機制對 Nginx 進程本身進行控制的。 Nginx 的參數(shù)包括有如下幾個：

-c <path_to_config>：使用指定的配置文件而不是 conf 目錄下的 nginx.conf 。

-t：測試配置文件是否正確，在運行時需要重新加載配置的時候，此命令非常重要，用來檢測所修改的配置文件是否有語法錯誤。

-v：顯示 nginx 版本號。

-V：顯示 nginx 的版本號以及編譯環(huán)境信息以及編譯時的參數(shù)。

例如我們要測試某個配置文件是否書寫正確，我們可以使用以下命令。

sbin/nginx – t – c conf/nginx2.conf

通過信號對 Nginx 進行控制

Nginx 支持下表中的信號：

信號名	作用描述
TERM, INT	快速關(guān)閉程序，中止當前正在處理的請求
QUIT	處理完當前請求后，關(guān)閉程序
HUP	重新加載配置，并開啟新的工作進程，關(guān)閉就的進程，此操作不會中斷請求
USR1	重新 打開日志文件，用于切換日志，例如每天生成一個新的日志文件
USR2	平滑升級可執(zhí)行程序
WINCH	從容關(guān)閉工作進程

有兩種方式來通過這些信號去控制 Nginx，第一是通過 logs 目錄下的 nginx.pid 查看當前運行的 Nginx 的進程 ID，通過 kill – XXX <pid> 來控制 Nginx，其中 XXX 就是上表中列出的信號名。如果您的系統(tǒng)中只有一個 Nginx 進程，那您也可以通過 killall 命令來完成，例如運行 killall – s HUP nginx 來讓 Nginx 重新加載配置。

配置 Nginx

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先來看一個實際的配置文件：

user  nobody;# 工作進程的屬主

 worker_processes  4;# 工作進程數(shù)，一般與 CPU 核數(shù)等同

 #error_log  logs/error.log; 

 #error_log  logs/error.log  notice; 

 #error_log  logs/error.log  info; 

 #pid        logs/nginx.pid; 

 events { 

    use epoll;#Linux 下性能最好的 event 模式

    worker_connections  2048;# 每個工作進程允許最大的同時連接數(shù)

 } 

 http { 

    include       mime.types; 

    default_type  application/octet-stream; 

    #log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] $request ' 

    #                  '"$status" $body_bytes_sent "$http_referer" ' 

    #                  '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"'; 

    #access_log  off; 

    access_log  logs/access.log;# 日志文件名

    sendfile        on; 

    #tcp_nopush     on; 

    tcp_nodelay     on; 

    keepalive_timeout  65; 

    include      gzip.conf; 

    # 集群中的所有后臺服務(wù)器的配置信息

    upstream tomcats { 

     server 192.168.0.11:8080 weight=10; 

     server 192.168.0.11:8081 weight=10; 

     server 192.168.0.12:8080 weight=10; 

     server 192.168.0.12:8081 weight=10; 

     server 192.168.0.13:8080 weight=10; 

     server 192.168.0.13:8081 weight=10; 

    } 

    server { 

        listen       80;#HTTP 的端口

        server_name  localhost; 

        charset utf-8; 

        #access_log  logs/host.access.log  main; 

     location ~ ^/NginxStatus/ { 

        stub_status on; #Nginx 狀態(tài)監(jiān)控配置

        access_log off; 

     } 

     location ~ ^/(WEB-INF)/ { 

        deny all; 

     } 

     location ~ .(htm|html|asp|php|gif|jpg|jpeg|png|bmp|ico|rar|css|js|

     zip|java|jar|txt|flv|swf|mid|doc|ppt|xls|pdf|txt|mp3|wma)$ { 

             root /opt/webapp; 

        expires 24h; 

        } 

        location / { 

        proxy_pass http://tomcats;# 反向代理

        include proxy.conf; 

        } 

        error_page 404 /html/404.html; 

        # redirect server error pages to the static page /50x.html 

        # 

     error_page 502 503 /html/502.html; 

        error_page 500 504 /50x.html; 

        location = /50x.html { 

            root   html; 

        } 

    } 

 }

Nginx 監(jiān)控

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上面是一個實際網(wǎng)站的配置實例，其中灰色文字為配置說明。上述配置中，首先我們定義了一個 location ~ ^/NginxStatus/，這樣通過 http://localhost/NginxStatus/ 就可以監(jiān)控到 Nginx 的運行信息，顯示的內(nèi)容如下：

Active connections: 70 

server accepts handled requests

 14553819 14553819 19239266 

Reading: 0 Writing: 3 Waiting: 67

NginxStatus 顯示的內(nèi)容意思如下：

active connections – 當前 Nginx 正處理的活動連接數(shù)。

server accepts handled requests -- 總共處理了 14553819 個連接 , 成功創(chuàng)建 14553819 次握手 ( 證明中間沒有失敗的 ), 總共處理了 19239266 個請求 ( 平均每次握手處理了 1.3 個數(shù)據(jù)請求 )。

reading -- nginx 讀取到客戶端的 Header 信息數(shù)。

writing -- nginx 返回給客戶端的 Header 信息數(shù)。

waiting -- 開啟 keep-alive 的情況下，這個值等于 active - (reading + writing)，意思就是 Nginx 已經(jīng)處理完正在等候下一次請求指令的駐留連接。

靜態(tài)文件處理

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通過正則表達式，我們可讓 Nginx 識別出各種靜態(tài)文件，例如 images 路徑下的所有請求可以寫為：

location ~ ^/images/ {

    root /opt/webapp/images;

}

而下面的配置則定義了幾種文件類型的請求處理方式。

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

    root /opt/webapp;

    expires 24h;

}

對于例如圖片、靜態(tài) HTML 文件、js 腳本文件和 css 樣式文件等，我們希望 Nginx 直接處理并返回給瀏覽器，這樣可以大大的加快網(wǎng)頁瀏覽時的速度。因此對于這類文件我們需要通過 root 指令來指定文件的存放路徑，同時因為這類文件并不常修改，通過 expires 指令來控制其在瀏覽器的緩存，以減少不必要的請求。 expires 指令可以控制 HTTP 應(yīng)答中的“ Expires ”和“ Cache-Control ”的頭標（起到控制頁面緩存的作用）。您可以使用例如以下的格式來書寫 Expires：

expires 1 January, 1970, 00:00:01 GMT;

expires 60s;

expires 30m;

expires 24h;

expires 1d;

expires max;

expires off;

動態(tài)頁面請求處理

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Nginx 本身并不支持現(xiàn)在流行的 JSP、ASP、PHP、PERL 等動態(tài)頁面，但是它可以通過反向代理將請求發(fā)送到后端的服務(wù)器，例如 Tomcat、Apache、IIS 等來完成動態(tài)頁面的請求處理。前面的配置示例中，我們首先定義了由 Nginx 直接處理的一些靜態(tài)文件請求后，其他所有的請求通過 proxy_pass 指令傳送給后端的服務(wù)器（在上述例子中是 Tomcat）。最簡單的 proxy_pass 用法如下：

location / {

    proxy_pass        http://localhost:8080;

    proxy_set_header  X-Real-IP  $remote_addr;

}

這里我們沒有使用到集群，而是將請求直接送到運行在 8080 端口的 Tomcat 服務(wù)上來完成類似 JSP 和 Servlet 的請求處理。

當頁面的訪問量非常大的時候，往往需要多個應(yīng)用服務(wù)器來共同承擔動態(tài)頁面的執(zhí)行操作，這時我們就需要使用集群的架構(gòu)。 Nginx 通過 upstream 指令來定義一個服務(wù)器的集群，最前面那個完整的例子中我們定義了一個名為 tomcats 的集群，這個集群中包括了三臺服務(wù)器共 6 個 Tomcat 服務(wù)。而 proxy_pass 指令的寫法變成了：

location / {

    proxy_pass        http://tomcats;

    proxy_set_header  X-Real-IP  $remote_addr;

}

在 Nginx 的集群配置中，Nginx 使用最簡單的平均分配規(guī)則給集群中的每個節(jié)點分配請求。一旦某個節(jié)點失效時，或者重新起效時，Nginx 都會非常及時的處理狀態(tài)的變化，以保證不會影響到用戶的訪問。

總結(jié)

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盡管整個程序包只有五百多 K，但麻雀雖小、五臟俱全。 Nginx 官方提供的各種功能模塊應(yīng)有盡有，結(jié)合這些模塊可以完整各種各樣的配置要求，例如：壓縮、防盜鏈、集群、FastCGI、流媒體服務(wù)器、 Memcached 支持、URL 重寫等等，更關(guān)鍵的是 Nginx 擁有 Apache 和其他 HTTP 服務(wù)器無法比擬的高性能。您甚至可以在不改變原有網(wǎng)站的架構(gòu)上，通過在前端引入 Nginx 來提升網(wǎng)站的訪問速度。

本文只是簡單介紹了 Nginx 的安裝以及常見的基本的配置和使用，更多關(guān)于 Nginx 的信息請閱讀文章后面的參考資源。在這里要非常感謝我的朋友——陳磊（chanix@msn.com），他一直在做 Nginx 的中文 WIKI（http://wiki.codemongers.com/NginxChs），同時也是他介紹給我這么好的一款軟件。

如果您的網(wǎng)站是運行在 Linux 下，如果您并沒有使用一些非常復(fù)雜的而且確定 Nginx 無法完成的功能，那您應(yīng)該試試 Nginx 。

Nginx 如何實現(xiàn)高性能和可擴展性

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Owen Garrett 是 Nginx 公司的產(chǎn)品總監(jiān)，他在 Nginx 的官方博客上發(fā)表了一篇博文（How NGINX Achieves Performance and Scalability），說明了是哪些設(shè)計決策使得NGINX產(chǎn)品具備一流的性能和擴展能力。

Nginx 的整體架構(gòu)的特點是由一組進程協(xié)同工作：

主進程：負責執(zhí)行特權(quán)操作，如閱讀配置文件、綁定套接字、創(chuàng)建/通知協(xié)調(diào)（Signalling）子進程。

工作進程：負責接收和處理連接請求，讀取和寫入磁盤，并與上游服務(wù)器通信。當NGINX處于活躍狀態(tài)時，只有工作進程是忙碌的。

緩存加載器進程：負責將磁盤高速緩存加載到內(nèi)存中。這個進程在啟動時運行后隨即退出。

緩存管理器進程：負責整理磁盤緩存的數(shù)據(jù)保證其不越界。這個進程會間歇性運行。

Nginx 能夠?qū)崿F(xiàn)高性能和可擴展性的關(guān)鍵取決于兩個基本的設(shè)計選型：

盡可能限制工作進程的數(shù)量，從而減少上下文切換帶來的開銷。默認和推薦配置是讓每個CPU內(nèi)核對應(yīng)一個工作進程，從而高效利用硬件資源。

工作進程采用單線程，并以非阻塞的方式處理多個并發(fā)連接。

Nginx 的每個工作進程通過狀態(tài)機處理多個連接請求，這個狀態(tài)機被實現(xiàn)為非阻塞的工作方式：

每個工作進程需要處理若干套接字，包括監(jiān)聽套接字或者連接套接字。

當監(jiān)聽套接字收到新的請求時，會打開一個新的連接套接字來處理與客戶端的通信。

當一個事件到達連接套接字時，工作進程迅速完成響應(yīng)，并轉(zhuǎn)而處理其他任何套接字新收到的事件。

Garrett 說，Nginx  選擇這樣的設(shè)計，使它從根本上區(qū)別于其他Web服務(wù)器。通常的Web服務(wù)器會選用將每個連接分配給獨立線程的模式，這使得多個連接的處理非常容易，因為每個連接可以被認為是包含多個步驟的一個線性序列，但這樣會產(chǎn)生上下文切換的開銷。事實上，工作線程大部分的時間處于阻塞的狀態(tài)，在等待客戶端或其它上游服務(wù)器。當試圖執(zhí)行I/O等操作的并發(fā)連接數(shù)/線程數(shù)的規(guī)模超過一定閾值，或是內(nèi)存消耗殆盡的時候，上下文切換的成本就顯現(xiàn)出來了。

從另一方面講，Nginx  的設(shè)計是不讓工作進程阻止網(wǎng)絡(luò)流量，除非沒有任何工作要做。此外，每一個新的連接只消耗很少的資源，僅包括一個文件描述符和少量的工作進程內(nèi)存。

總的來說，Nginx  的這種工作模式在系統(tǒng)調(diào)優(yōu)后，它的每個工作進程都能夠處理成百上千的HTTP并發(fā)連接。

參考資料

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查閱 Nginx 英文站點。

查閱 Nginx 中文 WIKI。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Nginx&mdash;&mdash;使用 Nginx 提升网站访问速度【转载+整理】的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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