Nginx 介紹

什么是 Nginx？

• Nginx 讀作 “engine-ex”。
• Nginx 是由俄羅斯程序員 Igor Sysoev 編寫，2004年10月作為一個(gè)試圖回答公眾發(fā)布 C10K 問題。其中 C10k 是同時(shí)管理 10,000 個(gè)連接的挑戰(zhàn)。Nginx 采用了事件驅(qū)動(dòng)和異步架構(gòu)，此設(shè)計(jì)使 Nginx 成為可擴(kuò)展、高性能的服務(wù)器。
• 它是一個(gè)開源、輕量級(jí)和高性能的 Web 服務(wù)器，也用作 HTTP、HTTPS、SMTP、IMAP、POP3 協(xié)議的反向代理服務(wù)器，另一方面，它也用作 IMAP、POP3 和 IMAP 的 HTTP 負(fù)載均衡器、HTTP 緩存和電子郵件代理。
• 簡(jiǎn)而言之，我們可以說 Nginx 是一種用于處理并發(fā)請(qǐng)求的軟件。

為什么要使用 Nginx？

Nginx 最重要的功能是反向代理和負(fù)載均衡，反向代理將允許我們?cè)诙丝?80 上托管多個(gè)域名，同時(shí)使用不同的語(yǔ)言編寫后端服務(wù)，負(fù)載均衡可以把多個(gè)提供相同功能的后端服務(wù)配置成彼此冗余。

Nginx 負(fù)責(zé)訪問日志、黑名單、負(fù)載平衡和提供靜態(tài)文件訪問，后臺(tái) Web 服務(wù)則可專注于業(yè)務(wù)邏輯處理，Nginx 是動(dòng)靜分離架構(gòu)的入口程序。

Nginx 支持高并發(fā)，內(nèi)存占用小。

Nginx 支持配置文件動(dòng)態(tài)修改。

Nginx 是如何工作的？

Nginx進(jìn)程

nginx 在啟動(dòng)后，會(huì)以 daemon 的方式在后臺(tái)運(yùn)行，后臺(tái)進(jìn)程包含一個(gè) master 進(jìn)程和多個(gè) worker 進(jìn)程，worker 進(jìn)程以非 root 用戶運(yùn)行，可以在配置文件中配置運(yùn)行 worker 進(jìn)程的用戶。

master 進(jìn)程主要用來(lái)管理 worker 進(jìn)程，包含：接收來(lái)自外界的信號(hào)，向各 worker 進(jìn)程發(fā)送信號(hào)，監(jiān)控 worker 進(jìn)程的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng) worker 進(jìn)程退出后(異常情況下)，會(huì)自動(dòng)重新啟動(dòng)新的 worker 進(jìn)程。

worker 進(jìn)程則是處理基本的網(wǎng)絡(luò)事件。多個(gè) worker 進(jìn)程之間是對(duì)等的，他們同等競(jìng)爭(zhēng)來(lái)自客戶端的請(qǐng)求，各進(jìn)程互相之間是獨(dú)立的。一個(gè)請(qǐng)求，只可能在一個(gè) worker 進(jìn)程中處理，一個(gè) worker 進(jìn)程，不可能處理其它進(jìn)程的請(qǐng)求。

總結(jié)其主要功能分別如下：

主進(jìn)程(master process)的功能：

1. 讀取 Nginx 配置文件并驗(yàn)證其有效性和正確性
2. 按照配置啟動(dòng)、管理和關(guān)閉工作進(jìn)程
3. 接受外界指令，比如重啟、升級(jí)及關(guān)閉服務(wù)器等指令
4. 不中斷服務(wù)，實(shí)現(xiàn)平滑升級(jí)，重啟服務(wù)并應(yīng)用新的配置
5. 開啟日志文件

工作進(jìn)程（woker process）的功能：

1. 接收處理客戶端的請(qǐng)求
2. 將請(qǐng)求以此送入各個(gè)功能模塊進(jìn)行處理
3. IO 調(diào)用，獲取響應(yīng)數(shù)據(jù)
4. 與后端服務(wù)器通信，接收后端服務(wù)器的處理結(jié)果
5. 緩存數(shù)據(jù)，訪問緩存索引，查詢和調(diào)用緩存數(shù)據(jù)
6. 發(fā)送請(qǐng)求結(jié)果，響應(yīng)客戶端的請(qǐng)求
7. 接收主程序指令，比如重啟、升級(jí)和退出等

master 進(jìn)程：負(fù)責(zé)加載和分析配置文件、管理 worker 進(jìn)程，平滑升級(jí)
worker 進(jìn)程：接收客戶端請(qǐng)求、將請(qǐng)求一次送入各模塊過濾、I/O 調(diào)用、數(shù)據(jù)緩存、發(fā)送響應(yīng)
cache相關(guān)進(jìn)程：cache loader (緩存索引重建)與 cache manager( 緩存索引管理)組成
--Cache loader 在 Nginx 服務(wù)啟動(dòng)后由主進(jìn)程生成,根據(jù)本地磁盤上緩存建立索引元數(shù)據(jù)庫(kù)后退出。
--Cache manager 在元數(shù)據(jù)更新完成后，對(duì)元數(shù)據(jù)是否過期做出判斷。

Nginx的模塊結(jié)構(gòu)

Nginx 的各種功能和操作都由模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。Nginx 由內(nèi)核和一系列模塊組成，內(nèi)核提供web服務(wù)的基本功能，如啟用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，創(chuàng)建運(yùn)行環(huán)境，接收和分配客戶端請(qǐng)求，處理模塊之間的交互。Nginx 的模塊從結(jié)構(gòu)上分為核心模塊、基礎(chǔ)模塊和第三方模塊。 

核心模塊： HTTP 模塊、EVENT 模塊和 MAIL 模塊 

基礎(chǔ)模塊： HTTP Access 模塊、HTTP FastCGI 模塊、HTTP Proxy 模塊和 HTTP Rewrite 模塊 

第三方模塊： HTTP Upstream Request Hash 模塊、Notice 模塊和 HTTP Access Key 模塊及用戶自己開發(fā)的模塊。

這樣的設(shè)計(jì)使 Nginx 方便開發(fā)和擴(kuò)展，Nginx的模塊默認(rèn)編譯進(jìn) nginx 中，如果需要增加或刪除模塊，需要重新編譯 nginx，這一點(diǎn)不如 Apache 的動(dòng)態(tài)加載模塊方便，最新版本 Nginx 已經(jīng)支持動(dòng)態(tài)模塊。