Nginx 教程 1：基本概念

简介

我们会告诉你 Nginx 是如何工作的，其背后的概念有哪些，以及如何优化它以提升应用程序的性能。还会告诉你如何安装，如何启动、运行。

这个教程包括三节：

• 基础概念——你可以了解命令（directive）与环境（context）的区别、继承模式，以及 Nginx 选择服务器区块的顺序，还有安装位置。

• 性能管理——提升速度的诀窍。我们将会讲解 gzip、缓存、缓冲区以及超时设置。

• SSL 设置——讲解用 HTTPS 来提供内容的设置步骤。

我们的目标是创建一系列教程，让你可以轻松找到特定主题的正确配置，如 gzip、SSL 等，或者直接浏览一下那些配置。为了获得最佳的学习体验，我们建议你在自己的机器上安装 Nginx，并亲手实战一下。

什么是 Nginx？

Nginx 最初是作为一个 Web 服务器创建的，用于解决 C10k 的问题。作为一个 Web 服务器，它可以以惊人的速度为您的数据服务。但 Nginx 不仅仅是一个 Web 服务器，你还可以将其用作反向代理，与较慢的上游服务器（如：Unicorn 或 Puma）轻松集成。你可以适当地分配流量（负载均衡器）、流媒体、动态调整图像大小、缓存内容等等。

基本的 nginx 体系结构由 master 进程和其 worker 进程组成。master 读取配置文件，并维护 worker 进程，而 worker 则会对请求进行实际处理。

基本命令

要启动 nginx，只需输入：

[sudo] nginx

当你的 nginx 实例运行时，你可以通过发送相应的信号来管理它：

[sudo] nginx -s signal

可用的信号：

• stop - 快速关闭

• quit - 优雅关闭 (等待 worker 线程完成处理)

• reload - 重载配置文件

• reopen - 重新打开日志文件

指令和上下文

nginx 的配置文件，默认的位置包括：

• /etc/nginx/nginx.conf,

• /usr/local/etc/nginx/nginx.conf，或

• /usr/local/nginx/conf/nginx.conf

配置文件的由下面的部分构成:

• 指令 - 可选项，包含名称和参数，以分号结尾

gzip on;

• 上下文 - 分块，你可以声明指令 - 类似于编程语言中的作用域

worker_processes 2; # 全局上下文指令http { # http 上下文 gzip on; # http 上下文中的指令 server { # server 上下文 listen 80; # server 上下文中的指令 }}

指令类型

在多个上下文中使用相同的指令时，必须要小心，因为继承模型不同时有着不同的指令。有三种类型的指令，每种都有自己的继承模型。

普通指令

在每个上下文仅有唯一值。而且，它只能在当前上下文中定义一次。子级上下文可以覆盖父级中的值，并且这个覆盖值只在当前的子级上下文中有效。

gzip on;gzip off; # 非法，不能在同一个上下文中指定同一普通指令2次server { location /downloads { gzip off; } location /assets { # gzip is on here }}

数组指令

在同一上下文中添加多条指令，将添加多个值，而不是完全覆盖。在子级上下文中定义指令将覆盖给父级上下文中的值。

error_log /var/log/nginx/error.log;error_log /var/log/nginx/error_notive.log notice;error_log /var/log/nginx/error_debug.log debug;server { location /downloads { # 下面的配置会覆盖父级上下文中的指令 error_log /var/log/nginx/error_downloads.log; }}

行动指令

行动是改变事情的指令。根据模块的需要，它继承的行为可能会有所不同。

例如 rewrite 指令，只要是匹配的都会执行：

server { rewrite ^ /foobar; location /foobar { rewrite ^ /foo; rewrite ^ /bar; }}

如果用户想尝试获取 /sample：

• server的rewrite将会执行，从 /sample rewrite 到 /foobar

• location /foobar 会被匹配

• location的第一个rewrite执行，从/foobar rewrite到/foo

• location的第二个rewrite执行，从/foo rewrite到/bar

return 指令提供的是不同的行为：

server { location / { return 200; return 404; }}

在上述的情况下，立即返回200。

处理请求

在 Nginx 内部，你可以指定多个虚拟服务器，每个虚拟服务器用 server{} 上下文描述。

server { listen *:80 default_server; server_name netguru.co; return 200 "Hello from netguru.co";}server { listen *:80; server_name foo.co; return 200 "Hello from foo.co";}server { listen *:81; server_name bar.co; return 200 "Hello from bar.co";}

这将告诉 Nginx 如何处理到来的请求。Nginx 将会首先通过检查 listen 指令来测试哪一个虚拟主机在监听给定的 IP 端口组合。

然后，server_name 指令的值将检测 Host 头(存储着主机域名)。

Nginx 将会按照下列顺序选择虚拟主机：

1. 匹配sever_name指令的IP-端口主机

2. 拥有default_server标记的IP-端口主机

3. 首先定义的IP-端口主机

4. 如果没有匹配，拒绝连接。

例如下面的例子：

Request to foo.co:80 => "Hello from foo.co"Request to www.foo.co:80 => "Hello from netguru.co"Request to bar.co:80 => "Hello from netguru.co"Request to bar.co:81 => "Hello from bar.co"Request to foo.co:81 => "Hello from bar.co"

server_name 指令

server_name指令接受多个值。它还处理通配符匹配和正则表达式。

server_name netguru.co www.netguru.co; # exact matchserver_name *.netguru.co; # wildcard matchingserver_name netguru.*; # wildcard matchingserver_name ~^[0-9]*.netguru.co$; # regexp matching

当有歧义时，nginx 将使用下面的命令：

1. 确切的名字

2. 最长的通配符名称以星号开始，例如“* .example.org”。

3. 最长的通配符名称以星号结尾，例如“mail.**”

4. 首先匹配正则表达式（按照配置文件中的顺序）

Nginx 会存储 3 个哈希表：确切的名字，以星号开始的通配符，和以星号结尾的通配符。如果结果不在任何表中，则将按顺序进行正则表达式测试。

值得谨记的是

server_name .netguru.co;

是一个来自下面的缩写

server_name netguru.co www.netguru.co *.netguru.co;

有一点不同，.netguru.co 存储在第二张表，这意味着它比显式声明的慢一点。

listen 指令

在很多情况下，能够找到 listen 指令，接受IP:端口值

listen 127.0.0.1:80;listen 127.0.0.1; # by default port :80 is usedlisten *:81;listen 81; # by default all ips are usedlisten [::]:80; # IPv6 addresseslisten [::1]; # IPv6 addresses

然而，还可以指定 UNIX-domain 套接字。

listen unix:/var/run/nginx.sock;

你甚至可以使用主机名

listen localhost:80;listen netguru.co:80;

但请慎用，由于主机可能无法启动 nginx，导致无法绑定在特定的 TCP Socket。

最后，如果指令不存在，则使用 *:80

最小化配置

有了这些知识 - 我们应该能够创建并理解运行 nginx 所需的最低配置。

# /etc/nginx/nginx.confevents {} # events context needs to be defined to consider config validhttp { server { listen 80; server_name netguru.co www.netguru.co *.netguru.co; return 200 "Hello"; }}

root, location, 和 try_files 指令

root 指令

root 指令设置请求的根目录，允许 nginx 将传入请求映射到文件系统。

server { listen 80; server_name netguru.co; root /var/www/netguru.co;}

根据给定的请求，指定 nginx 服务器允许的内容

netguru.co:80/index.html # returns /var/www/netguru.co/index.htmlnetguru.co:80/foo/index.html # returns /var/www/netguru.co/foo/index.html

location 指令

location指令根据请求的 URI 来设置配置。

location [modifier] path

location /foo/ { # ...}

如果没有指定修饰符，则路径被视为前缀，其后可以跟随任何东西。

以上例子将匹配

/foo/fooo/foo123/foo/bar/index.html...

此外，在给定的上下文中可以使用多个 location 指令。

server { listen 80; server_name netguru.co; root /var/www/netguru.co; location / { return 200 "root"; } location /foo/ { return 200 "foo"; }}

netguru.co:80 / # => "root"netguru.co:80 /foo # => "foo"netguru.co:80 /foo123 # => "foo"netguru.co:80 /bar # => "root"

Nginx 也提供了一些修饰符，可用于连接 location。这些修饰符将影响 location 模块使用的地方，因为每个修饰符都分配了优先级。

= - Exact match^~ - Preferential match~ && ~* - Regex matchno modifier - Prefix match

Nginx 会先检查精确匹配。如果找不到，我们会找优先级最高的。如果这个匹配依然失败，正则表达式匹配将按照出现的顺序进行测试。至少，最后一个前缀匹配将被使用。

location /match { return 200 'Prefix match: matches everything that starting with /match';}location ~* /match[0-9] { return 200 'Case insensitive regex match';}location ~ /MATCH[0-9] { return 200 'Case sensitive regex match';}location ^~ /match0 { return 200 'Preferential match';}location = /match { return 200 'Exact match';}

/match/ # => 'Exact match'/match0 # => 'Preferential match'/match1 # => 'Case insensitive regex match'/MATCH1 # => 'Case sensitive regex match'/match-abc # => 'Prefix match: matches everything that starting with /match'

try_files 指令

尝试不同的路径，找到一个路径就返回。

try_files $uri index.html =404;

所以对于 /foo.html 请求，它将尝试按以下顺序返回文件：

1. $uri ( /foo.html )

2. index.html

3. 如果什么都没找到则返回 404

有趣的是，如果我们在服务器上下文中定义 try_files，然后定义匹配的所有请求的 location —— try_files 将不会执行。

这是因为在服务器上下文中定义的 try_files 是它的 pseudo-location，这是最不可能的位置。因此，定义 location/ 将比 pseudo-location 更具体。

server { try_files $uri /index.html =404; location / { }}

因此，你应该避免在 server 上下文中出现 try_files:

server { location / { try_files $uri /index.html =404; }}

感谢您的阅读。如果没有大量的资源，这个系列是不可能完成的。在这一系列的写作中，我们发现了一些特别有用的网站：

• nginx 文档

• nginx 博客

• udemy（在线教育网站 ）的 nginx 原理教程

• Ilya Grigorik 的博客，和他的令人惊奇的书：《高性能浏览器网络》

• Martin Fjordvald 的博客