建議收藏 | 徹底搞懂 Nginx 的五大應用場景

2021-07-12 03:12:21

Nginx本身也是一個靜態資源的伺服器，當只有靜態資源的時候，就可以使用Nginx來做伺服器，如果一個網站只是靜態頁面的話，那麼就可以通過這種方式來實現部署。

一、HTTP伺服器

Nginx本身也是一個靜態資源的伺服器，當只有靜態資源的時候，就可以使用Nginx來做伺服器，如果一個網站只是靜態頁面的話，那麼就可以通過這種方式來實現部署。

1、首先在文件根目錄Docroot(/usr/local/var/www)下創建html目錄, 然後在html中放一個index.html;

2、配置nginx.conf中的server

user mengday staff;http {    server {        listen       80;        server_name  localhost;        client_max_body_size 1024M;        # 預設location        location / {            root   /usr/local/var/www/html;            index  index.html index.htm;        }    }}

3、訪問測試

http://localhost/ 指向/usr/local/var/www/index.html, index.html是安裝nginx自帶的html
http://localhost/test.html 指向/usr/local/var/www/html/test.html

注意：如果訪問圖片出現403 Forbidden錯誤，可能是因為nginx.conf 的第一行user配置不對，預設是#user nobody;是註釋的，linux下改成user root; macos下改成user 使用者名所在組; 然後重新載入配置檔案或者重啟，再試一下就可以了，使用者名可以通過who am i 命令來檢視。

4、指令簡介

server : 用於定義服務，http中可以有多個server塊
listen : 指定伺服器偵聽請求的IP地址和埠，如果省略地址，伺服器將偵聽所有地址，如果省略埠，則使用標準埠
server_name : 服務名稱，用於配置域名
location : 用於配置對映路徑uri對應的配置，一個server中可以有多個location, location後面跟一個uri,可以是一個正則表示式, / 表示匹配任意路徑, 當客戶端訪問的路徑滿足這個uri時就會執行location塊裡面的程式碼
root : 根路徑，當訪問http://localhost/test.html，「/test.html」會匹配到」/」uri, 找到root為/usr/local/var/www/html，使用者訪問的資源實體地址=root + uri = /usr/local/var/www/html + /test.html=/usr/local/var/www/html/test.html
index : 設定首頁，當只訪問server_name時後面不跟任何路徑是不走root直接走index指令的；如果訪問路徑中沒有指定具體的檔案，則返回index設定的資源，如果訪問http://localhost/html/ 則預設返回index.html

5、location uri正則表示式

. ：匹配除換行符以外的任意字元
? ：重複0次或1次
+ ：重複1次或更多次
* ：重複0次或更多次
d ：匹配數字
^ ：匹配字元串的開始
$ ：匹配字元串的結束
{n} ：重複n次
{n,} ：重複n次或更多次
[c] ：匹配單個字元c
[a-z] ：匹配a-z小寫字母的任意一個
(a|b|c) : 屬線表示匹配任意一種情況，每種情況使用豎線分隔，一般使用小括號括括住，匹配符合a字元或是b字元或是c字元的字元串
反斜槓：用於轉義特殊字元

小括號()之間匹配的內容，可以在後面通過$1來引用，$2表示的是前面第二個()裡的內容。正則裡面容易讓人困惑的是轉義特殊字元。

二、靜態伺服器

在公司中經常會遇到靜態伺服器，通常會提供一個上傳的功能，其他應用如果需要靜態資源就從該靜態伺服器中獲取。

1、在/usr/local/var/www 下分別創建images和img目錄，分別在每個目錄下放一張test.jpg

圖片

http {        server {                listen       80;                server_name  localhost;                set $doc_root /usr/local/var/www;                        # 預設location      location / {                      root   /usr/local/var/www/html;                      index  index.html index.htm;      }                    location ^~ /images/ {                      root $doc_root;      }                   location ~* .(gif|jpg|jpeg|png|bmp|ico|swf|css|js)$ {                     root $doc_root/img;      }   }}

自定義變數使用set指令，語法 set 變數名值;引用使用變數名值;引用使用變數名; 這裡自定義了doc_root變數。

靜態伺服器location的對映一般有兩種方式：

使用路徑，如 /images/ 一般圖片都會放在某個圖片目錄下，
使用字尾，如 .jpg、.png 等字尾匹配模式

訪問http://localhost/test.jpg 會對映到 $doc_root/img

訪問http://localhost/images/test.jpg 當同一個路徑滿足多個location時，優先匹配優先順序高的location，由於^~ 的優先順序大於 ~, 所以會走/images/對應的location

常見的location路徑對映路徑有以下幾種：

= 進行普通字元精確匹配。也就是完全匹配。
^~ 字首匹配。如果匹配成功，則不再匹配其他location。
~ 表示執行一個正則匹配，區分大小寫
~* 表示執行一個正則匹配，不區分大小寫
/xxx/ 常規字元串路徑匹配
/ 通用匹配，任何請求都會匹配到

location優先順序

當一個路徑匹配多個location時究竟哪個location能匹配到時有優先順序順序的，而優先順序的順序於location值的表示式類型有關，和在配置檔案中的先後順序無關。相同類型的表示式，字元串長的會優先匹配。

以下是按優先順序排列說明：

等號類型（=）的優先順序最高。一旦匹配成功，則不再查詢其他匹配項，停止搜尋。
^~類型表示式，不屬於正則表示式。一旦匹配成功，則不再查詢其他匹配項，停止搜尋。
正則表示式類型（~ ~*）的優先順序次之。如果有多個location的正則能匹配的話，則使用正則表示式最長的那個。
常規字元串匹配類型。按字首匹配。
/ 通用匹配，如果沒有匹配到，就匹配通用的

優先順序搜尋問題：不同類型的location對映決定是否繼續向下搜尋

等號類型、^~類型：一旦匹配上就停止搜尋了，不會再匹配其他location了
正則表示式類型(~ ~*）,常規字元串匹配類型/xxx/ : 匹配到之後，還會繼續搜尋其他其它location，直到找到優先順序最高的，或者找到第一種情況而停止搜尋

location優先順序從高到底：

(location =) > (location 完整路徑) > (location ^~ 路徑) > (location ~,~* 正則順序) > (location 部分起始路徑) > (/)

location = / {        # 精確匹配/，主機名後面不能帶任何字元串 /   [ configuration A ]}location / {        # 匹配所有以 / 開頭的請求。        # 但是如果有更長的同類型的表示式，則選擇更長的表示式。        # 如果有正則表示式可以匹配，則優先匹配正則表示式。    [ configuration B ]}location /documents/ {        # 匹配所有以 /documents/ 開頭的請求，匹配符合以後，還要繼續往下搜尋。        # 但是如果有更長的同類型的表示式，則選擇更長的表示式。        # 如果有正則表示式可以匹配，則優先匹配正則表示式。   [ configuration C ]}    location ^~ /images/ {        # 匹配所有以 /images/ 開頭的表示式，如果匹配成功，則停止匹配查詢，停止搜尋。        # 所以，即便有符合的正則表示式location，也不會被使用   [ configuration D ]}    location ~* .(gif|jpg|jpeg)$ {        # 匹配所有以 gif jpg jpeg結尾的請求。        # 但是 以 /images/開頭的請求，將使用 Configuration D，D具有更高的優先順序    [ configuration E ]}    location /images/ {        # 字元匹配到 /images/，還會繼續往下搜尋   [ configuration F ]}    location = /test.htm {    root   /usr/local/var/www/htm;    index  index.htm;}

注意：location的優先順序與location配置的位置無關

三、反向代理

反向代理應該是Nginx使用最多的功能了，反向代理(Reverse Proxy)方式是指以代理伺服器來接受internet上的連線請求，然後將請求轉發給內部網路上的伺服器，並將從伺服器上得到的結果返回給internet上請求連線的客戶端，此時代理伺服器對外就表現為一個反向代理伺服器。

簡單來說就是真實的伺服器不能直接被外部網路訪問，所以需要一臺代理伺服器，而代理伺服器能被外部網路訪問的同時又跟真實伺服器在同一個網路環境，當然也可能是同一臺伺服器，埠不同而已。

反向代理通過proxy_pass指令來實現。

啟動一個Java Web項目，埠號為8081

server {    listen       80;    server_name  localhost;        location / {                proxy_pass http://localhost:8081;                proxy_set_header Host $host:$server_port;                # 設定使用者ip地址      proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr;               # 當請求伺服器出錯去尋找其他伺服器      proxy_next_upstream error timeout invalid_header http_500 http_502 http_503;   }}

當我們訪問localhost的時候，就相當於訪問 localhost:8081了

四、負載均衡

負載均衡也是Nginx常用的一個功能，負載均衡其意思就是分攤到多個操作單元上進行執行，例如Web伺服器、FTP伺服器、企業關鍵應用伺服器和其它關鍵任務伺服器等，從而共同完成工作任務。

簡單而言就是當有2臺或以上伺服器時，根據規則隨機的將請求分發到指定的伺服器上處理，負載均衡配置一般都需要同時配置反向代理，通過反向代理跳轉到負載均衡。而Nginx目前支援自帶3種負載均衡策略，還有2種常用的第三方策略。

負載均衡通過upstream指令來實現。

1. RR(round robin :輪詢預設)

每個請求按時間順序逐一分配到不同的後端伺服器，也就是說第一次請求分配到第一臺伺服器上，第二次請求分配到第二臺伺服器上，如果只有兩臺伺服器，第三次請求繼續分配到第一臺上，這樣迴圈輪詢下去，也就是伺服器接收請求的比例是 1:1，如果後端伺服器down掉，能自動剔除。輪詢是預設配置，不需要太多的配置

同一個項目分別使用8081和8082埠啟動項目

upstream web_servers {       server localhost:8081;       server localhost:8082;}server {        listen       80;        server_name  localhost;        #access_log  logs/host.access.log  main;       location / {               proxy_pass http://web_servers;               # 必須指定Header Host      proxy_set_header Host $host:$server_port;   }}

訪問地址仍然可以獲得響應 http://localhost/api/user/login?username=zhangsan&password=111111 ，這種方式是輪詢的

2. 權重

指定輪詢機率，weight和訪問比率成正比, 也就是伺服器接收請求的比例就是各自配置的weight的比例，用於後端伺服器效能不均的情況,比如伺服器效能差點就少接收點請求，伺服器效能好點就多處理點請求。

upstream test {    server localhost:8081 weight=1;    server localhost:8082 weight=3;    server localhost:8083 weight=4 backup;}

示例是4次請求只有一次被分配到8081上，其他3次分配到8082上。backup是指熱備，只有當8081和8082都宕機的情況下才走8083

3. ip_hash

上面的2種方式都有一個問題，那就是下一個請求來的時候請求可能分發到另外一個伺服器，當我們的程式不是無狀態的時候(採用了session儲存資料)，這時候就有一個很大的很問題了，比如把登入資訊儲存到了session中，那麼跳轉到另外一臺伺服器的時候就需要重新登入了，所以很多時候我們需要一個客戶只訪問一個伺服器，那麼就需要用iphash了，iphash的每個請求按訪問ip的hash結果分配，這樣每個訪客固定訪問一個後端伺服器，可以解決session的問題。

upstream test {    ip_hash;    server localhost:8080;    server localhost:8081;}

4. fair(第三方)

按後端伺服器的響應時間來分配請求，響應時間短的優先分配。這個配置是為了更快的給使用者響應

upstream backend {    fair;    server localhost:8080;    server localhost:8081;}

5. url_hash(第三方)

按訪問url的hash結果來分配請求，使每個url定向到同一個後端伺服器，後端伺服器為快取時比較有效。在upstream中加入hash語句，server語句中不能寫入weight等其他的參數，hash_method是使用的hash演算法

upstream backend {        hash $request_uri;        hash_method crc32;        server localhost:8080;        server localhost:8081;}

以上5種負載均衡各自適用不同情況下使用，所以可以根據實際情況選擇使用哪種策略模式,不過fair和url_hash需要安裝第三方模組才能使用。

五、動靜分離

動靜分離是讓動態網站裡的動態網頁根據一定規則把不變的資源和經常變的資源區分開來，動靜資源做好了拆分以後，我們就可以根據靜態資源的特點將其做快取操作，這就是網站靜態化處理的核心思路。

upstream web_servers {           server localhost:8081;           server localhost:8082;}server {        listen       80;        server_name  localhost;        set $doc_root /usr/local/var/www;        location ~* .(gif|jpg|jpeg|png|bmp|ico|swf|css|js)$ {               root $doc_root/img;    }       location / {               proxy_pass http://web_servers;               # 必須指定Header Host      proxy_set_header Host $host:$server_port;   }       error_page 500 502 503 504  /50x.html;       location = /50x.html {               root $doc_root;   } }

六、其他

1.return指令

返回http狀態碼和可選的第二個參數可以是重定向的URL

location /permanently/moved/url {        return 301  }

2. rewrite指令

重寫URI請求 rewrite，通過使用rewrite指令在請求處理期間多次修改請求URI，該指令具有一個可選參數和兩個必需參數。

第一個(必需)參數是請求URI必須匹配的正則表示式。

第二個參數是用於替換匹配URI的URI。

可選的第三個參數是可以停止進一步重寫指令的處理或傳送重定向(程式碼301或302)的標誌

location /users/ {       rewrite ^/users/(.*)$ /show?user=$1 break;}

3. error_page指令

使用error_page指令，您可以配置NGINX返回自定義頁面以及錯誤程式碼，替換響應中的其他錯誤程式碼，或將瀏覽器重定向到其他URI。在以下示例中，error_page指令指定要返回404頁面錯誤程式碼的頁面(/404.html)。

error_page 404 /404.html;

4. 日誌

訪問日誌：需要開啟壓縮 gzip on; 否則不生成日誌檔案，開啟log_format、access_log註釋

log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '                      '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '                      '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';                      access_log  /usr/local/etc/nginx/logs/host.access.log  main;gzip  on;

5. deny 指令

# 禁止訪問某個目錄location ~* .(txt|doc)${    root $doc_root;    deny all;}

6. 內建變數

nginx的配置檔案中可以使用的內建變數以美元符$開始，也有人叫全局變數。其中，部分預定義的變數的值是可以改變的。

$args ：#這個變數等於請求行中的參數，同$query_string
$content_length ：請求頭中的Content-length欄位。
$content_type ：請求頭中的Content-Type欄位。
$document_root ：當前請求在root指令中指定的值。
$host ：請求主機頭欄位，否則為伺服器名稱。
$http_user_agent ：客戶端agent資訊
$http_cookie ：客戶端cookie資訊
$limit_rate ：這個變數可以限制連線速率。
$request_method ：客戶端請求的動作，通常為GET或POST。
$remote_addr ：客戶端的IP地址。
$remote_port ：客戶端的埠。
$remote_user ：已經經過Auth Basic Module驗證的使用者名。
$request_filename ：當前請求的檔案路徑，由root或alias指令與URI請求生成。
$scheme ：HTTP方法（如http，https）。
$server_protocol ：請求使用的協議，通常是HTTP/1.0或HTTP/1.1。
$server_addr ：伺服器地址，在完成一次系統呼叫後可以確定這個值。
$server_name ：伺服器名稱。
$server_port ：請求到達伺服器的埠號。$request_uri ：包含請求參數的原始URI，不包含主機名，如：」/foo/bar.php?arg=baz」。
$uri ：不帶請求參數的當前URI，$uri不包含主機名，如」/foo/bar.html」。
$document_uri ：與$uri相同