详解Nginx的基础知识

引言

早期的业务都是基于单体节点部署，由于前期访问流量不大，因此单体结构也可满足需求，但随着业务增长，流量也越来越大，那么最终单台服务器受到的访问压力也会逐步增高。时间一长，单台服务器性能无法跟上业务增长，就会造成线上频繁宕机的现象发生，最终导致系统瘫痪无法继续处理用户的请求。

从上面的描述中，主要存在两个问题：①单体结构的部署方式无法承载日益增长的业务流量。②当后端节点宕机后，整个系统会陷入瘫痪，导致整个项目不可用。

因此在这种背景下，引入负载均衡技术可带来的收益：

系统的高可用：当某个节点宕机后可以迅速将流量转移至其他节点。

系统的高性能：多台服务器共同对外提供服务，为整个系统提供了更高规模的吞吐。

系统的拓展性：当业务再次出现增长或萎靡时，可再加入/减少节点，灵活伸缩。

OK~，既然引入负载均衡技术可给我们带来如此巨大的好处，那么又有那些方案可供选择呢？主要有两种负载方案，「硬件层面与软件层面」，比较常用的硬件负载器有A10、F5等，但这些机器动辄大几万乃至几十万的成本，因此一般大型企业会采用该方案，如银行、国企、央企等。而成本有限，但依旧想做负载均衡的项目，那么可在软件层面实现，如典型的Nginx等，软件层的负载也是本文的重点，毕竟Boss们的准则之一就是：「能靠技术实现的就尽量不花钱。」

一、性能怪兽-Nginx概念深入浅出

Nginx是目前负载均衡技术中的主流方案，几乎绝大部分项目都会使用它，Nginx是一个轻量级的高性能HTTP反向代理服务器，同时它也是一个通用类型的代理服务器，支持绝大部分协议，如TCP、UDP、SMTP、HTTPS等。Nginx与Redis相同，都是基于多路复用模型构建出的产物，因此它与Redis同样具备「资源占用少、并发支持高」的特点，在理论上单节点的Nginx同时支持5W并发连接，而实际生产环境中，硬件基础到位再结合简单调优后确实能达到该数值。

先来看看Nginx引入前后，客户端请求处理流程的对比：

原本客户端是直接请求目标服务器，由目标服务器直接完成请求处理工作，但加入Nginx后，所有的请求会先经过Nginx，再由其进行分发到具体的服务器处理，处理完成后再返回Nginx，最后由Nginx将最终的响应结果返回给客户端。

了解了Nginx的基本概念后，再来快速搭建一下环境，以及了解一些Nginx的高级特性，如动静分离、资源压缩、缓存配置、IP黑名单、高可用保障等。

二、Nginx环境搭建

1首先创建Nginx的目录并进入：

[root@localhost]#mkdir/soft&&mkdir/soft/nginx/
[root@localhost]#cd/soft/nginx/

2下载Nginx的安装包，可以通过FTP工具上传离线环境包，也可通过wget命令在线获取安装包：

[root@localhost]#wgethttps://nginx.org/download/nginx-1.21.6.tar.gz

没有wget命令的可通过yum命令安装：

[root@localhost]#yum-yinstallwget

3解压Nginx的压缩包：

[root@localhost]#tar-xvzfnginx-1.21.6.tar.gz

4下载并安装Nginx所需的依赖库和包：

[root@localhost]#yuminstall--downloadonly--downloaddir=/soft/nginx/gcc-c++
[root@localhost]#yuminstall--downloadonly--downloaddir=/soft/nginx/pcrepcre-devel4
[root@localhost]#yuminstall--downloadonly--downloaddir=/soft/nginx/zlibzlib-devel
[root@localhost]#yuminstall--downloadonly--downloaddir=/soft/nginx/opensslopenssl-devel

也可以通过yum命令一键下载（推荐上面哪种方式）：

[root@localhost]#yum-yinstallgcczlibzlib-develpcre-developensslopenssl-devel

执行完成后，然后ls查看目录文件，会看一大堆依赖：

紧接着通过rpm命令依次将依赖包一个个构建，或者通过如下指令一键安装所有依赖包：

[root@localhost]#rpm-ivh--nodeps*.rpm

5进入解压后的nginx目录，然后执行Nginx的配置脚本，为后续的安装提前配置好环境，默认位于/usr/local/nginx/目录下（可自定义目录）：

[root@localhost]#cdnginx-1.21.6
[root@localhost]#./configure--prefix=/soft/nginx/

6编译并安装Nginx：

[root@localhost]#make&&makeinstall

7最后回到前面的/soft/nginx/目录，输入ls即可看见安装nginx完成后生成的文件。

8修改安装后生成的conf目录下的nginx.conf配置文件：

[root@localhost]#viconf/nginx.conf
修改端口号：listen 80;
修改IP地址：server_name 你当前机器的本地IP(线上配置域名);

9制定配置文件并启动Nginx：

[root@localhost]#sbin/nginx-cconf/nginx.conf
[root@localhost]#psaux|grepnginx

Nginx其他操作命令：

sbin/nginx-t-cconf/nginx.conf#检测配置文件是否正常
sbin/nginx-sreload-cconf/nginx.conf#修改配置后平滑重启
sbin/nginx-squit#优雅关闭Nginx，会在执行完当前的任务后再退出
sbin/nginx-sstop#强制终止Nginx，不管当前是否有任务在执行

10开放80端口，并更新防火墙：

[root@localhost]#firewall-cmd--zone=public--add-port=80/tcp--permanent
[root@localhost]#firewall-cmd--reload
[root@localhost]#firewall-cmd--zone=public--list-ports

11在Windows/Mac的浏览器中，直接输入刚刚配置的IP地址访问Nginx：

最终看到如上的Nginx欢迎界面，代表Nginx安装完成。

三、Nginx反向代理-负载均衡

首先通过SpringBoot+Freemarker快速搭建一个WEB项目：springboot-web-nginx，然后在该项目中，创建一个IndexNginxController.java文件，逻辑如下：

@Controller
publicclassIndexNginxController{
@Value("${server.port}")
privateStringport;

@RequestMapping("/")
publicModelAndViewindex(){
ModelAndViewmodel=newModelAndView();
model.addObject("port",port);
model.setViewName("index");
returnmodel;
}
}

在该Controller类中，存在一个成员变量：port，它的值即是从application.properties配置文件中获取server.port值。当出现访问/资源的请求时，跳转前端index页面，并将该值携带返回。

前端的index.ftl文件代码如下：

欢迎来到熊猫高级会所，我是竹子${port}号！