Nginx的特性与核心类别及配置文件和模块详解

一、简介
Nginx (读作"engine X") 由Igor Sysoev(俄罗斯)于2005年编写，是一个免费、开源、高性能的HTTP服务器和反向代理，也可以作为一个IMAP/POP3代理服务器。根据 Netcraft 的 March 2014 Web Server Survey, 现在全世界23%的网站使用Nginx，而Apache占54.68%。Nginx因为稳定，丰富的功能集，配置简单，资源占用低而闻名世界。
二、Nginx的特性和基础架构
1、基本功能
实现与服务静态文件（静态资源的web服务器），能缓存打开的文件标书费

反向代理服务器，支持缓存、负载均衡、健康状态检测

支持FastCGI
模块化机制，非DOS机制，支持多种过滤器，如gzip，ssl和用来完成图形大小调整的图像模块
支持SSL
2.扩展功能
基于名称和IP做虚拟主机

支持keepalive

支持平滑配置更新和程序版本升级

定制访问日志，支持使用日志缓存以提高性能

支持URL rewrite

支持路径别名

支持基于IP和用户的认证

支持速率限制，并发数限制等

3.nginx的基本架构
一个master，生成一个或多个worker

事件驱动：kqueue，epoll，/dev/poll

消息通知：select poll rt rignals
支持sendfile，sendfile64

支持mmap

三、nginx的配置文件详解
配置参数需要以分号结尾，语法格式如下

参数名 值1 [值2....];

配置参数中还支持使用变量

支持使用模块内置变量

用户自定义变量：set var_name value
Nginx基本核心配置的类别
用于调试、定位问题
正常运行的必备配置

优化性能的配置

事件类的配置
1.正常运行的必备配置
①、user username [groupname]
以那个用户身份运行，可以在配置文件中指定，如果没有指定则以编译时的用户为运行用户
②、pid /path/to/pidfile_name
指定nginx的pid文件
③、worker_rlimit_nofile #
指定一个worker进程所能打开的最大句柄数
④、worker_rlimit_sigpending #
设定每个用户能够发往worker进程的信息的数量
2.优化性能相关的配置
①、worker_procrsses #
worker进程的个数，通常其数值应该为cpu的物理核心数减1或2

②、worker_cpu_affinity cpumask .....

用来绑定cpu的，比如

worker_processes 4;

worker_cpu_affinity 0001 0010 0100 1000;

③、ssl_engine device

在存在ssl硬件加速器的服务器上，指定所使用的ssl硬件加速设备

④、timer_resolution t

每次内核事件调用返回时，都会使用gettimeday（）来更新nginx缓存时钟，timer_resloution用来定义每隔多久才会由gettimeday（）更新一次缓存时钟，x86-64系统上，gettimeday（）代价已经很小，可以忽略此配置

⑤、worker_priority nice

-20到19之间的整数值，数值越小越优先被调用

3.跟事件相关的配置

①、accept_mutex on|off

是否打开nginx的负载均衡锁，此锁能够让多个worker轮流地、序列化的与新的客户端请求建立连接；而通常当一个worker进程的负载达到其上限的7/8，master就尽可能不将请求掉地至此worker

②、lock_file /path/to/lock_file

锁文件的位置

③、accept_mutex_delay #ms

使用accept锁以后，只有一个worker能取得锁 ，一个worker进程为取得accept锁的等待市场，即用户建立等待的时间，如果某worker进程在某次试图取得锁时失败了，则至少要等#ms才能再一次请求锁

④、multi_accept on|off

是否允许一次性地响应多个用户请求，默认为off

⑤、use [epoll|rtsig|select|poll]

指定使用的模型，建议让nginx自动选择

⑥、worker_commections #

每个worker能够并发响应的最大请求数，如果为代理服务器的话，worker_rlimit_nofile=worker_commections*2
4.用于调试、定位问题：只在调试nginx时使用
①、daemon [on|off]
关闭提供守护进程的模式，是否让nignx运行于后台；调试时应该为off，使得所有信息直接输出在控制台上，默认为on
②、master_process on|off

是否已master/worker模式运行nginx，默认为on，调试时可以设置为off以方便追踪

③、error_log /path/to/error_log level

错误日志文件及其级别，调试时可以使用debug级别，但要求在编译时必须使用--with-debug启用debug功能，通常默认为error级别

5.跟内存及磁盘资源分配相关
①、client_body_in_file_only on|clean|off
是否将请求包体存储在磁盘中，不为off时，即时包体为0，也要存储在硬盘上，如果为on，请求结束后包体文件不会被删除，clean表示删除
②、client_body_in_single_buffer on|off
http的包体是否存储在内存buffer当中，默认为off
③、client_body_buffer_size
nginx接受http包体的内存缓存区大小
④、client_body_temp_path dir-path [level1[level2[level3]]]
定义http包体存放的临时目录，可以使用多级目录，level用来指定某一级目录的文件名的长度
client_body_temp_path /var/tmp/client 1 2
表示在/var/tmp/client创建16个一级子目录，在每个一级子目录创建256个二级子目录来存放缓存
⑤、client_header_buffer_size size
正常情况下接受用户请求的http报文header部分时分配的buffer大小，默认为1k
⑥、large_client_header_buffers number size
存储超大http请求首部的内存buffer大小及个数
⑦、connection_pool_size size
nginx对于每个建立成功的tcp连接都会预先分配一个内存池，此处机用于设定此内存池的初始大小，默认为256
⑧、request_pool_size size
nginx对于每个处理每个请求时会预先分配一个内存池，此处机用于设定此内存池的初始大小，默认为4K
四、nginx的http web功能
必须使用虚拟主机来配置站点，每个虚拟主机使用一个server{}段来定义，非虚拟主机的配置和公共选项，需要定义在server之外，http之内

1.server{}
定义一个虚拟主机：nginx支持使用基于主机名或ip的虚拟主机

2.listen

liseten address [:port]

liseten prot

listen unix:socket

default_server:定义此server为http的默认的server，如果所有的server中任意没有任何一个使用此参数，那么第一个server为默认server

rcvbuf=SIZE：接收缓冲大小

sndbuf=SIZE：发送缓冲大小

3.server_name [...]

server_name可以跟多个主机名，名称可以使用通配符和正则表达式（通常以~开头）：当nginx收到一个请求时，会取出去首部的server的值，而后跟众server_name进行比较：比较方式
(1）先做精确匹配

（2）左侧通配符匹配

（3）右侧通配符匹配

（4）正则表达式匹配

4.server_name_hash_bucket_size 32|64|128
为了实现快速主机查找，nginx使用hash表来保存主机名

5.location [ =|~ |~* |^~] uri { ... }
location @name { ... }

功能：允许根据用户请求的URI来匹配指定的各location以进行访问匹配；匹配到时，将被location块中的配置所处理
== 精确匹配

~：正则表达式模式匹配，匹配时区分字符大小写

~*：正则表达式模式匹配，匹配时忽略字符大小写

^~:只需要前半部分与uri匹配即可，不检查正则表达式

匹配优先级：

字符字面量最精确匹配、正则表达式索引（有多个匹配到时，由第一个匹配到的所处理）、安字符字面量

五、文件路径定义
1.root path

设置web资源路径，用于指定请求的根文档目录，从根开始匹配

root：root/URI

2.alias path

指定路径别名，只能用于location中，从最后一个/开始匹配

alias: alias/

3. index file ....

定义默认页面，可以跟多个值，自左向右匹配

4.error_page code ...[=[response]] URI

当对于某个请求发回错误时，如果匹配上了error_page指令中设定的code，则从定向至新的URI中

错误重定向

5.try_files path1 [path2 ... ] URI

自左向右尝试读取所有path所指定路径，在第一个找到即停止并返回，如果path均不存在，则返回最后一个URI

location ~* ^/document/(.*)${
root /www/htdocs
try_files $uri /docu/$1 /temp.html
} http://www.wangfeng7399.com/documents/a.html http://www.wangfeng7399.com/docu/a.html http://www.wangfeng7399.com/temp.html
六、网络连接相关的设置

1.keepalive_timeout time
保持连接的超时时长，默认为75s
2.keepalive_requests n
在一次长连接上允许承载的最大请求数
3.keepalive_disable [msie6|asfari|none]
对指定的浏览器禁止使用长连接
4.tcp_nodelay on|off
对keepalive连接是否使用tcp_nodelay选项
5.client_header_timeout time
读取http请求首部的超时时长
6.client_body_timeout time
请求http请求包体的超时时长
7.save_timeout time
发送响应的超时时长
七、对客户端请求的限制
1.limit_except method ... { ... }
指定范围之外的其他的访问控制，只能用于location中
2.client_max_body_size SIZE
http请求包体的最大值，常用于限定客户端所能够请求的最大包体，根据请求首部中的Content-Length来检查，以避免无用的传输
3.limit_rate speed
限制客户端每秒传输的字节数，默认为0，表示没有限制
4.limit_rate_after time
nginx向客户端发送响应报文时，如果时长超过了此处指定的时长，则后续的发送过程开始限速

八、文件操作的优化
1.aendfile on|off

是否启用sendfile功能

2.aio on|off

是否启用aio功能

3.open_file_cache max=N [incative=time]|off

是否打开文件缓存功能

max：用于缓存条目的最大值，允许打开的缓存条目最大数，当满两类以后将根据LRU（最小最少连接数）算法进行置换

inactive：某缓存条目在指定时长内没有被访问过时，将自动被删除，通常默认为60s

缓存的信息包括

文件句柄、文件大小和上次修改的时间

已经打开的目录结构

没有找到或没有访问权限的信息

4.open_file_cache_errors on|off
是否缓存文件找不到或者没有权限访问等信息

5.open_file_cache_min_use #

在inactive指定的时长内被访问超过此处指定的次数时，不会被删除

6.open_file_cache_valid time

多长时间检查一次缓存中的额条目是否超出非活动时长，默认为60s
九、对客户端请求的特殊处理

1.ignore_invalid_headers on|off

是否忽略不合法的http首部，默认为on，off意味着请求首部中出现不合规的首部将拒绝响应，只能用于server和http中，建议改为off

2.log_not_found on|off

用户访问的文件不存在时，是否将其记录到错误日志中

3.resolver address

指定nginx使用的dns服务器地址

4.resolver timeout

指定DNS解析超时时长，默认为30s

5.server_tokens on|off
是否在错误页面中显示nginx的版本号
十、http核心模块的内置变量
1.$uri:当前请求的uri，不带参数

2.$request_uri:请求的uri，带完整参数

3.$host:http请求报文中host首部，如果请求中没有host首部，则以处理此请求的主机的著名代替

4.$hostname:nginx服务运行所在主机的主机名

5.$remote_addr：客户端ip

6.$remote_port：客户端port

7.$remote_user:使用用户认证时客户端用户输入的用户名

8.$request_filename:用户请求中的URI经过本地root或alias转换后映射的本地的文件路径

9.$request_method：请求方法

10.$server_addr：服务器地址

11.$server_name: 服务器名称

12.$server_port: 服务器端口

13.$server_protocol:服务器想客户端发送响应时的协议，如http/1.1 http/1.0
14.$scheme: 在请求中使用的scheme映射协议本身的协议

15.$http_HEADER:匹配请求报文中指定的HEADER 例如：$http_host匹配请求报文中的host首部
16.$sent_http_HEADER:响应报文中指定的HERADER，例如：$http_content_type匹配相应报文中的content-type首部

17.$document_root：当前请求映射到的root配置