Nginx篇(一)

什么是 Nginx？

Nginx 读作 “engine-ex”。
Nginx 是由俄罗斯程序员 Igor Sysoev 编写，2004年10月作为一个试图回答公众发布 C10K 问题。其中 C10k 是同时管理 10,000 个连接的挑战。Nginx 采用了事件驱动和异步架构，此设计使 Nginx 成为可扩展、高性能的服务器。
它是一个开源、轻量级和高性能的 Web 服务器，也用作 HTTP、HTTPS、SMTP、IMAP、POP3 协议的反向代理服务器，另一方面，它也用作 IMAP、POP3 和 IMAP 的 HTTP 负载均衡器、HTTP 缓存和电子邮件代理。
简而言之，我们可以说 Nginx 是一种用于处理并发请求的软件。

为什么要使用 Nginx？

随着当今互联网的迅速发展，单点服务器早已无法承载上万个乃至数十万个用户的持续访问。比如一台Tomcat服务器在理想状态下只能够可以承受住2000个左右的并发量，为了解决这个问题，就需要多台Tomcat服务器来进行负载均衡。

那么，应该如何实现负载均衡？Nginx就是其中的一种解决方案，当用户访问网站时，Nginx拦截到这个访问请求，并将其通过轮询的方式均匀地分配到不同的服务器上。

并且，在Nginx中有一种ip_hash策略，它可以获取到用户的真实IP，计算出hash值来选择服务器，这也是一种优秀的负载均衡方式。所以，掌握Nginx成为了Web开发学习道路上不可缺少的一部分。

正向代理和反向代理

正向代理：

正向代理就是代理服务器介于用户客户端和目标服务器之间，用户指定想要获取的目标内容，通过客户端先向代理服务器发送请求，再由代理服务器发送到目标服务器，随后将获得的内容返回用户客户端。正向代理的情况下，客户端必须要进行一些需求设置，在有确定目标的前提下发送请求。

正向代理是代理用户客户端，为客户端发送请求，使真实的用户客户端对服务器不可见。它最典型的用途就是可以用来访问受地理限制的内容、保护用户隐私、帮助爬虫爬取数据、广告效果测试、网站测试等等。

反向代理：

反向代理是用户客户端发送请求于代理服务器，然后代理服务器将请求转发给相对的目标服务器，并将结果返回给客户端。对于客户端来说，它没有确定想要访问的目标服务器，这里的代理服务器就相当于是目标服务器，此时也不需要客户端进行任何的设置。

反向代理是代理服务器，为服务器收发请求，使得真实的服务器对于用户客户端不可见。它的作用是隐藏服务器的IP地址、提高访问速度、保持负载平衡、保护免受黑客攻击。

正向代理与反向代理的区别：

正向代理和反向代理都是介于用户客户端与服务器之间的，它在中间都起到了连接与保护的作用。它们的区别在于，正向代理是用户客户端代理，而反向代理是服务器代理，在代理对象不同的情况下，都可以起到隐藏信息的作用；其次，正向代理一般是用户客户端设置的，而反向代理是由服务器设置的。

正向代理与反向代理的应用很广泛，但总的来说，普通用户们日常使用的大多是正向代理，而反向代理则主要应用于网站服务器之中，适用于大公司业务处理。

Nginx 是如何工作的？

Nginx进程

nginx 在启动后，会以 daemon 的方式在后台运行，后台进程包含一个 master 进程和多个 worker 进程，worker 进程以非 root 用户运行，可以在配置文件中配置运行 worker 进程的用户。

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 进程退出后(异常情况下)，会自动重新启动新的 worker 进程。

worker 进程则是处理基本的网络事件。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。

总结其主要功能分别如下：

主进程(master process)的功能：

读取 Nginx 配置文件并验证其有效性和正确性
按照配置启动、管理和关闭工作进程
接受外界指令，比如重启、升级及关闭服务器等指令
不中断服务，实现平滑升级，重启服务并应用新的配置
开启日志文件

工作进程（woker process）的功能：

接收处理客户端的请求
将请求以此送入各个功能模块进行处理
IO 调用，获取响应数据
与后端服务器通信，接收后端服务器的处理结果
缓存数据，访问缓存索引，查询和调用缓存数据
发送请求结果，响应客户端的请求
接收主程序指令，比如重启、升级和退出等

master 进程：负责加载和分析配置文件、管理 worker 进程，平滑升级
worker 进程：接收客户端请求、将请求一次送入各模块过滤、I/O 调用、数据缓存、发送响应
cache相关进程：cache loader (缓存索引重建)与 cache manager( 缓存索引管理)组成
–Cache loader 在 Nginx 服务启动后由主进程生成,根据本地磁盘上缓存建立索引元数据库后退出。
–Cache manager 在元数据更新完成后，对元数据是否过期做出判断。

Nginx的模块结构

Nginx 的各种功能和操作都由模块来实现。Nginx 由内核和一系列模块组成，内核提供web服务的基本功能，如启用网络协议，创建运行环境，接收和分配客户端请求，处理模块之间的交互。Nginx 的模块从结构上分为核心模块、基础模块和第三方模块。

核心模块： HTTP 模块、EVENT 模块和 MAIL 模块

基础模块： HTTP Access 模块、HTTP FastCGI 模块、HTTP Proxy 模块和 HTTP Rewrite 模块

第三方模块： HTTP Upstream Request Hash 模块、Notice 模块和 HTTP Access Key 模块及用户自己开发的模块。

这样的设计使 Nginx 方便开发和扩展，Nginx的模块默认编译进 nginx 中，如果需要增加或删除模块，需要重新编译 nginx，这一点不如 Apache 的动态加载模块方便，最新版本Nginx 已经支持动态模块