简介

Nginx是一款自由的、开源的、高性能的HTTP服务器和反向代理服务器；同时也是一个IMAP、POP3、SMTP代理服务器；Nginx可以作为一个HTTP服务器进行网站的发布处理，另外Nginx可以作为反向代理进行负载均衡的实现。

Nginx 是由伊戈尔·赛索耶夫为俄罗斯访问量第二的 http://Rambler.ru 站点（俄文：Рамблер）开发的，第一个公开版本 0.1.0发布于 2004 年 10 月 4 日。

作用

Nginx 是一个很强大的高性能 Web 和反向代理服务，它具有很多非常优越的特性：在连接高并发的情况下，Nginx 是 Apache 服务不错的替代品：Nginx 在美国是做虚拟主机生意的老板们经常选择的软件平台之一。

正向代理与反向代理

• 什么是正向代理？

正向代理，意思是一个位于客户端和原始服务器(origin server)之间的服务器，为了从原始服务器取得内容，客户端向代理发送一个请求并指定目标(原始服务器)，然后代理向原始服务器转交请求并将获得的内容返回给客户端。客户端才能使用正向代理。

• 什么是反向代理？

反向代理（Reverse Proxy）方式是指以代理服务器来接受 internet 上的连接请求，然后将请求转发给内部网络上的服务器，并将从服务器上得到的结果返回给 internet 上请求连接的客户端，此时代理服务器对外就表现为一个反向代理服务器。

• 二者之间的区别是什么？

• 位置不同

  • 正向代理，架设在客户机和目标主机之间；
  • 反向代理，架设在服务器端；

• 代理对象不同

  • 正向代理，代理客户端，服务端不知道实际发起请求的客户端；
  • 反向代理，代理服务端，客户端不知道实际提供服务的服务端；

Nginx 的整体架构

Nginx 里有一个 master 进程和多个 worker 进程。master 进程并不处理网络请求，主要负责调度工作进程：加载配置、启动工作进程及非停升级。worker 进程负责处理网络请求与响应。

master进程主要用来管理worker进程，具体包括如下4个主要功能：

• 接收来自外界的信号。
• 向各worker进程发送信号。
• 监控woker进程的运行状态。
• 当woker进程退出后（异常情况下），会自动重新启动新的woker进程。

woker进程主要用来处理基本的网络事件：

• 多个worker进程之间是对等且相互独立的，他们同等竞争来自客户端的请求。
• 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。同时，nginx为了更好的利用多核特性，具有cpu绑定选项，我们可以将某一个进程绑定在某一个核上，这样就不会因为进程的切换带来cache的失效。

Ngnix 是如何实现高性能的？

事件驱动模型

基于异步及非阻塞的事件驱动模型，可以说是 Nginx 得以获得高并发、高性能的关键因素。这一点上和 Netty 类似，底层都是使用的 BSD kqueue、Linux epoll 及 Solaris event ports。

多进程机制

使用多进程的好处有两点：

• 进程之间不共享资源，不需要加锁，减少了使用锁对性能造成的影响，同时降低编程的复杂度，降低开发成本。
• 采用独立的进程，可以让进程互相之间不会影响，如果一个进程发生异常退出时，其它进程正常工作，master 进程则很快启动新的 worker 进程，确保服务不会中断，从而将风险降到最低。 内存池

为了避免出现内存碎片，减少向操作系统申请内存的次数、降低各个模块的开发复杂度，Nginx 设计了简单的内存池，它的作用主要是把多次向系统申请内存的操作整合成一次，这大大减少了 CPU 资源的消耗，同时减少了内存碎片。

模块化设计

高度模块化的设计是 Nginx 的架构基础。Openresty 就是在 Nginx 上引入了 lua 等第三方模块，使得扩展更加方便了。

Nginx由内核和模块组成，其中，内核的设计非常微小和简洁，完成的工作也非常简单，仅仅通过查找配置文件将客户端请求映射到一个location block（location是Nginx配置中的一个指令，用于URL匹配），而在这个location中所配置的每个指令将会启动不同的模块去完成相应的工作。

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。

用户根据自己的需要开发的模块都属于第三方模块。正是有了这么多模块的支撑，Nginx的功能才会如此强大。

Nginx的模块从功能上分为如下三类。

• Handlers（处理器模块）。此类模块直接处理请求，并进行输出内容和修改headers信息等操作。Handlers处理器模块一般只能有一个。

• Filters （过滤器模块）。此类模块主要对其他处理器模块输出的内容进行修改操作，最后由Nginx输出。

• Proxies （代理类模块）。此类模块是Nginx的HTTP Upstream之类的模块，这些模块主要与后端一些服务比如FastCGI等进行交互，实现服务代理和负载均衡等功能。

Nginx本身做的工作实际很少，当它接到一个HTTP请求时，它仅仅是通过查找配置文件将此次请求映射到一个location block，而此location中所配置的各个指令则会启动不同的模块去完成工作，因此模块可以看做Nginx真正的劳动工作者。通常一个location中的指令会涉及一个handler模块和多个filter模块（当然，多个location可以复用同一个模块）。handler模块负责处理请求，完成响应内容的生成，而filter模块对响应内容进行处理。

Nginx的模块直接被编译进Nginx，因此属于静态编译方式。启动Nginx后，Nginx的模块被自动加载，不像Apache，首先将模块编译为一个so文件，然后在配置文件中指定是否进行加载。在解析配置文件时，Nginx的每个模块都有可能去处理某个请求，但是同一个处理请求只能由一个模块来完成。