Nginx学习笔记（二）——编译安装步骤详解、Nginx调优、Nginx主配置文件结构

一、Nginx相关问题

1.1 Nginx是如何处理一个请求的呢？

（1）nginx在启动时，会解析配置文件，得到需要监听的端口与ip地址；然后在nginx的master进程里面，先初始化好这个监控的socket，再进行listen；然后再fork出多个子进程出来, 子进程会竞争accept新的连接。

（2）此时，客户端就可以向nginx发起连接了。当客户端与nginx进行三次握手，与nginx建立好一个连接后；

（3）此时，某一个子进程会accept成功，然后Nginx创建对连接的封装，即ngx_connection_t结构体。接着，根据事件调用相应的事件处理模块，如http模块与客户端进行数据的交换。

（4）最后，nginx或客户端来主动关掉连接，到此，一个连接就完成了。

1.2 Nginx为什么不使用多线程？为什么性能这么高？nginx是如何实现高并发的？

（1）例如Apache服务器的工作原理，创建多个进程或线程，而每个进程或线程都会为其分配cpu和内存，但是并发过大会榨干服务器资源。由于web server的工作性质决定了每个request的大部份生命都是在网络传输中，实际上花费在server机器上的时间片不多。这是几个进程就解决高并发的秘密所在。即webserver刚好属于网络io密集型应用，不算是计算密集型。

（2）所以Nginx，采用单线程异步非阻塞处理请求，运用epoll模型，提供了一个队列，排队解决，不会为每个请求分配cpu和内存资源，节省了大量资源，同时也减少了大量的CPU的上下文切换。所以才使得Nginx支持更高的并发。

（3）Nginx会有一个master主进程，一个master对应多个worker工作进程，每个worker工作进程可以处理多个请求，每进来一个request，会有一个worker进程去处理。但不是全程的处理，处理到可能发生阻塞的地方，比如向后端服务器转发request，并等待请求返回。那么，这个处理的worker继续处理其他请求，而一旦后端服务器返回了，就会触发这个事件，worker才会来接手，这个request才会接着往下走。

• 面试常见问题

二、Nginx的编译安装及调优

2.1 编译安装

• 可下载最新版本nginx

1、 解压：
1）解压tar包： tar zxf nginx-1.15.7.tar.gz
2）隐藏nginx版本，防止被攻击：vim nginx-1.15.7/src/core/nginx.h

nginx-1.15.9目录里的内容

1）auto目录：里面有4个子目录，cc是编译使用的，os是判断操作系统类型的，其他都是辅助configure编译的，也就是操作系统有什么特性供nginx使用
2)CHANGES：各版本的改变，bug修复等信息;CHANGES.ru：nginx作者是俄罗斯人，这是俄罗斯版本
3)conf: 为了方便运维配置，conf目录里有示例文件，安装好后会拷贝到安装目录
4）configure 
5）contrib：提供nginx语法检测字体
   cp -r contrib/vim/* ~/.vim	##家目录下如果没有.vim目录，手动新建
6）html:默认发布目录，50x.html是报500错误时的页面
7) src:源码目录

修改文件 /nginx-1.15.9/src/core/nginx.h

#define NGINX_VER          "nginx/" NGINX_VERSION
改为：
#define NGINX_VER          "nginx/"	 

3） 在Nginx源码/auto/cc/gcc文件中：　　vim auto/cc/gcc

• 在此Debug模式模式会插入许多追踪和ASSERT之类的信息，在正常编译过程中结束，会产生几兆大小的包，我们可以在编译之前关闭debug模式，这样在编译结束，只会产生几百K左右的包大小。

# debug
#CFLAGS="$CFLAGS -g" ##本行注释掉，关闭debug日志模式，  

2、编译安装nginx
1）安装gcc编译器和openssl-devel： yum install gcc openssl-devel -y
2）在 /root/nginx/nginx-1.15.9 目录下编译：

./configure \
###自定义配置：
--prefix=/usr/local/nginx  \
--pid-path=/var/run/nginx/nginx.pid \
--lock-path=/var/lock/nginx.lock \
--error-log-path=/var/log/nginx/error.log \
--http-log-path=/var/log/nginx/access.log \
--with-http_gzip_static_module \
--http-client-body-temp-path=/var/temp/nginx/client \
--http-proxy-temp-path=/var/temp/nginx/proxy \
--http-fastcgi-temp-path=/var/temp/nginx/fastcgi \
--http-uwsgi-temp-path=/var/temp/nginx/uwsgi \
--http-scgi-temp-path=/var/temp/nginx/scgi

--prefix=PATH 
	## 指定nginx的安装目录。默认 /usr/local/nginx
--with-http_realip_module 
	##通过这个模块允许我们改变客户端请求头中客户端IP地址值(例如X-Real-IP 或 X-Forwarded-For)
	##意义在于能够使得后台服务器记录原始客户端的IP地址
--with-http_ssl_module 
	##使用https协议模块。默认情况下，该模块没有被构建。前提是openssl与openssl-devel已安装
--without-http_rewrite_module 
	##perl正则表达式使用在location指令和ngx_http_rewrite_module模块中。

发现报错：

原因：缺少依赖性：gd-devel-2.0.35-26.el7.x86_64.rpm（缺什么装什么）

3） 安装：yum install gd-devel-2.0.35-26.el7.x86_64.rpm，再次编译。

4）make && make install 安装

3、启动脚本做软链接： ln -s /usr/local/nginx/sbin/nginx /usr/local/sbin/

nginx -t	##检测配置文件语法
nginx		##启动nginx

4、修改配置

1）查看nginx的默认配置文件：vim //usr/local/nginx/conf/nginx.conf
2）修改用户，让nginx以nginx用户和用户组启动。

3）检测配置文件语法 ：nginx -t 修改了nginx用户和组后检测会报错，需要手动创建nginx用户

4）添加nginx用户：useradd nginx，此时就不报错了。

• useradd -s /sbin/nologin -M -d /usr/local/nginx/ nginx 创建用户

再次加载nginx的配置可能会出现报错：

nginx: [error] invalid PID number "" in "/usr/local/nginx/logs/nginx.pid"
#解决：删除/usr/local/nginx/logs/nginx.pid，再重新启动

5）此时 ps aux，可看到两个nginx进程，一个是root用户开启的master进程，一个是由nginx用户开启的worker进程

2.2调优

5、升级nginx的配置，调优
开启的work进程数是由cpu的总核心数决定的（有几核就有几个work进程）
1） 修改虚拟机cpu核心数（虚拟机关机）

2）查看逻辑CPU的个数：cat /proc/cpuinfo | grep “processor” | wc -l 发现是4核的

3）修改nginx开启的work进程数：vim //usr/local/nginx/conf/nginx.conf,并且重置nginx nginx -s reload

user  nginx     nginx;
worker_processes  4;
worker_cpu_affinity 0001 0010 0100 1000;

• nginx默认没有开启利用多核cpu，这样配置后，在计算最费时的资源时，使用的cpu核数越多，越快，'0001’从左到右一次表示第四，第三，第二，第一个cpu核心，0表示关闭，1表示开启
  
  

此时可以看到开启了4个work进程。

4）修改并发连接数：vim //usr/local/nginx/conf/nginx.conf,并且重置nginx nginx -s reload

• worker_connections 65535 : 单个后台worker process进程的 最大并发链接数 ，同时也受linux系统进程的最大打开文件数的限制，需要修改’ulimit -n 65536’设置后，方可生效。
• epoll是多路复用IO(I/O Multiplexing)中的一种方式 ，但是仅用于linux2.6以上内核,可以大大提高nginx的性能 ，Nginx正是由此IO模型支持高并发。Nginx支持select,poll,epoll,kqueue,resig,/dev/poll.kqueue对应BSD系统的高效IO模型，epoll对应Linux系统的高效模型。
• I/O多路复用：如果一个I/O流进来，我们就开启一个进程处理这个I/O流。那么假设现在有一百万个I/O流进来，那我们就需要开启一百万个进程一一对应处理这些I/O流（——这就是传统意义下的多进程并发处理）。思考一下，一百万个进程，你的CPU占有率会多高，这个实现方式及其的不合理。所以人们提出了I/O多路复用这个模型，一个线程，通过记录I/O流的状态来同时管理多个I/O，可以提高服务器的吞吐能力

ps aux 查看进程，cat /proc/2212/limits

如果不是我们期望的65535，

ulimit -a #查看系统的最大打开文件数
ulimit -n 65535 #更改系统配置，立即生效

nginx -s reload,然后重新查看。

三、Nginx主配置文件结构

user www www;
# (1)程序运行用户和组-->nginx
worker_processes auto;
# (2)启动进程,指定 nginx 启动的工作进程数量；建议按照 cpu 数目来指定,一般等于cpu核心数目
error_log /home/wwwlogs/nginx_error.log crit;
# (3)nginx全局错误日志
pid  /usr/local/nginx/logs/nginx.pid;
# (4)主进程 PID 保存文件
worker_rlimit_nofile 51200;
# (5)文件描述符数量
 
# (6)事件区块开始-->events
events {
        use epoll;
        # (1)使用 epoll 模型,对于 2.6 以上的内核,建议使用 epoll 模型以提高性能
        worker_connections 51200;
        # (2)一个工作进程能处理的最大连接数量
       }
 
# (7)http区块的开始
http   {
        # 解决中文-->后续补充
    # server里面是一些网站优化参数
    server {
        # (1)具体的某一网站的配置信息
        listen 80;
        # (2)监听端口-->-->可以写成IP:Port的形式
        root html;
        # (3)网页根目录(/usr/local/nginx/html)
        server_name www.wzj.com;
        # (4)提供服务的域名主机名！
        index index.html;
        # (5)默认加载页面-->多个优先级！
        access_log logs/access.log; 
        # (6)访问日志保存位置
          location (.*)\.php$ {
            # 用正则匹配具体的访问对象-->php结尾的
            }
          location {
                # 跳转等规则-->rewrite
            }
    }  # server的匹配结束
 
      server {
        # 虚拟主机;
    }
}       # http结束区块