nginx原理总结

淩亂°似流年 2022-03-16 16:56 269阅读 0赞

### 1、Nginx是如何处理一个请求的呢？ ###

首先，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。  
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  
此时，某一个子进程会accept成功，然后创建nginx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。  
最后，nginx或客户端来主动关掉连接，到此，一个连接就寿终正寝了

###    2.nginx是如何实现高并发的 ###

一个主进程，多个工作进程，每个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，比如向上游（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，而一旦上游服务器返回了，就会触发这个事件，worker才会来接手，这个request才会接着往下走。  
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@skoo所说的webserver刚好属于网络io密集型应用，不算是计算密集型。

### nginx为什么不使用多线程？ ###

Apache: 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（线程要比进程小的多，所以worker支持比perfork高的并发），并发过大会榨干服务器资源。  
Nginx: 采用单线程来异步非阻塞处理请求（管理员可以配置Nginx主进程的工作进程的数量）(epoll)，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。

### 为什么Nginx性能这么高？什么是epoll模型 ###

异步非阻塞事件处理机制：运用了epoll（无需忙轮询和无差别轮询，会把那个流发生了什么事件直接告诉cpu）模型，提供了一个队列，排队解决。

### 请解释Nginx服务器上的Master和Worker进程分别是什么? ###

nginx在启动后，会有一个master进程和多个worker进程。  
master进程主要用来管理worker进程，包含：接收来自外界的信号，向各worker进程发送信号，监控worker进程的运行状态，当worker进程异常退出后，，会自动重新启动新的worker进程。  
而基本的网络事件，则是放在worker进程中来处理了。多个worker进程之间是对等的，他们同等竞争来自客户端的请求，各进程互相之间是独立的。一个请求，只可能在一个worker进程中处理，一个worker进程，不可能处理其它进程的请求。worker进程的个数是可以设置的，一般我们会设置与机器cpu核数一致，这里面的原因与nginx的进程模型以及事件处理模型是分不开的。nginx的进程模型，可以由下图来表示：

###    nginx的优缺点与apache的对比 ###

为什么要用Nginx？  
优点：      
1、作为Web服务器，Nginx处理静态文件、索引文件，自动索引的效率非常高  
2、作为代理服务器，Nginx可以实现无缓存的反向代理加速，提高网站运行速度  
3、作为负载均衡服务器，Nginx既可以在内部直接支持Rails和PHP，也可以支持HTTP代理服务器对外进行服务，同时还支持简单的容错和利用算法进行负载均衡  
4、在性能方面，Nginx是专门为性能优化而开发的，实现上非常注重效率。它采用内核Poll模型，可以支持更多的并发连接，最大可以支持对5万个并发连接数的响应，而且只占用很低的内存资源  
5、在稳定性方面，Nginx采取了分阶段资源分配技术，使得CPU与内存的占用率非常低。Nginx官方表示，Nginx保持1万个没有活动的连接，而这些连接只占用2.5MB内存，因此，类似DOS这样的攻击对Nginx来说基本上是没有任何作用的  
6、在高可用性方面，Nginx支持热部署，启动速度特别迅速，因此可以在不间断服务的情况下，对软件版本或者配置进行升级，即使运行数月也无需重新启动，几乎可以做到7x24小时不间断地运行  
7、内置的健康检查功能：如果有一个服务器宕机，会做一个健康检查，再发送的请求就不会发送到宕机的服务器了。重新将请求提交到其他的节点上。

Nginx VS Apache  
相同点：  
1、都是HTTP服务器软件  
2、功能上都采用模块化结构设计  
3、都支持通用的语言接口，如PHP、Perl、Python等  
4、支持正向、反向代理、虚拟主机、URL重写、压缩传输、SSL加密传输

不同点：  
1、Apache处理速度很慢，占用很多内存资源  
2、功能上，Apache所有模块支持动静态编译，Nginx模块都是静态编译的  
3、对Fcgi的支持：Apache支持的很不好，Nginx支持非常好  
4、处理连接方式：Nginx支持epoll,Apache不支持  
5、空间使用上：Nginx安装包仅几百K  
6、抗并发，nginx 处理请求是异步非阻塞的，而apache 则是阻塞型的，在高并发下nginx 能保持低资源低消耗高性能

nginx使用：  
5、在Nginx中，如何使用未定义的服务器名称来阻止处理请求?  
只需将请求删除的服务器就可以定义为：  
Server \{  
listen 80;  
server\_name “ “ ;  
return 444;  
\}  
这里，服务器名被保留为一个空字符串，它将在没有“主机”头字段的情况下匹配请求，而一个特殊的Nginx的非标准代码444被返回，从而终止连接。

请解释是否有可能将Nginx的错误替换为502错误、503?  
502 =错误网关  
503 =服务器超载  
有可能，但是您可以确保fastcgi\_intercept\_errors被设置为ON，并使用错误页面指令。  
Location / \{  
fastcgi\_pass 127.0.01:9001;  
fastcgi\_intercept\_errors on;  
error\_page 502 =503/error\_page.html;  
\#…

6、解释如何在Nginx中获得当前的时间?  
要获得Nginx的当前时间，必须使用SSI模块、$date\_gmt和$date\_local的变量。  
Proxy\_set\_header THE-TIME $date\_gmt;

7、用Nginx服务器解释-s的目的是什么?  
用于运行Nginx -s参数的可执行文件。

8、解释如何在Nginx服务器上添加模块?  
在编译过程中，必须选择Nginx模块，因为Nginx不支持模块的运行时间选择。

9、解释Nginx是否支持将请求压缩到上游?  
您可以使用Nginx模块gunzip将请求压缩到上游。gunzip模块是一个过滤器，它可以对不支持“gzip”编码方法的客户机或服务器使用“内容编码:gzip”来解压缩响应。

11、在Nginx中，解释如何在URL中保留双斜线?  
要在URL中保留双斜线，就必须使用merge\_slashes\_off;  
语法:merge\_slashes \[on/off\]  
默认值: merge\_slashes on  
环境: http，server

12、请解释ngx\_http\_upstream\_module的作用是什么?  
ngx\_http\_upstream\_module用于定义可通过fastcgi传递、proxy传递、uwsgi传递、memcached传递和scgi传递指令来引用的服务器组。

13、请解释什么是C10K问题?  
C10K问题是指无法同时处理大量客户端(10,000)的网络套接字。

14、请陈述stub\_status和sub\_filter指令的作用是什么?  
Stub\_status指令：该指令用于了解Nginx当前状态，如当前的活动连接，接受和处理当前读/写/等待连接的总数  
Sub\_filter指令：它用于搜索和替换响应中的内容，并快速修复陈旧的数据

15.fastcgi与cgi是什么？fastcgi与cgi的区别  
cgi:  
web服务器会根据请求的内容，然后会fork一个新进程来运行外部c程序（或perl脚本...）， 这个进程会把处理完的数据返回给web服务器，最后web服务器把内容发送给用户，刚才fork的进程也随之退出。 如果下次用户还请求改动态脚本，那么web服务器又再次fork一个新进程，周而复始的进行。  
fastcgi:  
web服务器收到一个请求时，他不会重新fork一个进程（因为这个进程在web服务器启动时就开启了，而且不会退出），web服务器直接把内容传递给这个进程（进程间通信，但fastcgi使用了别的方式，tcp方式通信），这个进程收到请求后进行处理，把结果返回给web服务器，最后自己接着等待下一个请求的到来，而不是退出。