课程目标：
1）帮助大家对Nginx有一定的认识
2）熟悉Nginx有哪些应用场景
3）熟悉Nginx特点和架构模型以及相关流程
4）熟悉Nginx定制化开发的几种模块分类
课程大纲：
- Nginx简介及特点
- Nginx应用场景
- Nginx框架模型介绍
- Nginx内部流程介绍
- Nginx自定义模块开发介绍
- Nginx核心时间点模块介绍
- Nginx分流模块介绍
- Nginx动态upstream模块介绍
- Nginx query_upstrem模块介绍
- Nginx query_conf模块介绍
- Nginx 共享内存支持redis协议模块介绍
- Nginx 日志回放压测工具介绍
1. Nginx简介以及特点
Nginx简介:
Nginx (engine x) 是一个高性能的web服务器和反向代理服务器，也是一个IMAP/POP3/SMTP服务器
- 俄罗斯程序员Igor Sysoev于2002年开始
- Nginx是增长最快的Web服务器，市场份额已达33.3％
- 全球使用量排名第二2011年成立商业公司
Nginx社区分支：
- Openresty作者@agentzh(章宜春)开发的，最大特点是引入了ngx_lua模块，支持使用lua开发插件，并且集合了很多丰富的模块，以及lua库。
- Tengine主要是淘宝团队开发。特点是融入了因淘宝自身的一些业务带来的新功能。
- Nginx官方版本，更新迭代比较快，并且提供免费版本和商业版本。
Nginx源码结构：
- 代码量大约11万行C代码
- 源代码目录结构
- core （主干和基础设置）
- event （事件驱动模型和不同的IO复用模块）
- http （HTTP服务器和模块）
- mail （邮件代理服务器和模块）
- os （操作系统相关的实现）
- misc （杂项）
Nginx特点：
- 反向代理，负载均衡器
- 高可靠性、单master多worker模式
- 高可扩展性、高度模块化
- 非阻塞
- 事件驱动
- 低内存消耗
- 热部署
2. Nginx应用场景
场景如下：
- 静态文件服务器
- 反向代理，负载均衡
- 安全防御
- 智能路由
- 灰度发布
- 静态化
- 消息推送
- 图片实时压缩
- 防盗链
3. Nginx框架模型介绍
进程组件角色：
- master进程
- 监视工作进程的状态
- 当工作进程死掉后重启一个新的
- 处理信号和通知工作进程
- worker进程
- 处理客户端请求
- 从主进程处获得信号做相应的事情
- cache loader进程
- 加载缓存索引文件信息，然后退出
- cache manager进程
- 管理磁盘的缓存大小，超过预定值大小后最少使用数据将被删除
框架模型：
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框架模型流程：
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4. Nginx内部流程介绍
4.1 框架模型流程
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4.2 master初始化流程
master初始化流程.png
4.3 worker初始化
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4.4 worker初始化流程
worker进程初始化流程.png
4.5 静态文件请求IO流程
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4.6 http请求流程
HTTP请求流程.png
4.7 http请求11个阶段
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4.8 upstream模块
- 访问第三方Server服务器
- 底层HTTP通信非常完善
- 异步非阻塞
- 上下游内存零拷贝，节省内存
- 支持自定义模块开发
4.8.1 upstream框架流程
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4.8.2 upstream内部流程
upstream流程.png
4.9 反向代理流程
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5. Nginx定制化模块开发
5.1 Nginx的模块化设计特点
- 高度抽象的模块接口
- 模块接口非常简单，具有很高的灵活性
- 配置模块的设计
- 核心模块接口的简单化
- 多层次、多类别的模块设计
5.1 内部核心模块
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Nginx核心模块.png
5.2 handler模块
- 接受来自客户端的请求并构建响应头和响应体。
handler.png
5.3 filter模块
-
过滤（filter）模块是过滤响应头和内容的模块，可以对回复的头和内容进行处理。它的处理时间在获取回复内容之后，向用户发送响应之前。
filter.png
5.4 upstream模块
-
使nginx跨越单机的限制，完成网络数据的接收、处理和转发，纯异步的访问后端服务。
upstream.png
load_balance：
-
负载均衡模块，实现特定的算法，在众多的后端服务器中，选择一个服务器出来作为某个请求的转发服务器。
load_balabce.png
5.3 ngx_lua模块
- 脚本语言
- 内存开销小
- 运行速度快
- 强大的 Lua 协程
- 非阻塞
- 业务逻辑以自然逻辑书写
ngx_lua_phase.png.jpg
5.4 定制化开发Demo
Handler模块：
- 编写config文件
- 编写模块产生内容响应信息
#配置文件：
server {
...
location test {
test_counter on;
}
}
#config
ngx_addon_name=ngx_http_test_module
HTTP_MODULES="$HTTP_MODULES ngx_http_test_module"
NGX_ADDON_SRCS="$NGX_ADDON_SRCS $ngx_addon_dir/ngx_http_test_module.c"
#ngx_http_test_module.c
static ngx_int_t
ngx_http_test_handler(ngx_http_request_t *r)
{
ngx_int_t rc;
ngx_buf_t *b;
ngx_chain_t out;
ngx_http_test_conf_t *lrcf;
ngx_str_t ngx_test_string = ngx_string("hello test");
lrcf = ngx_http_get_module_loc_conf(r, ngx_http_test_module);
if ( lrcf->test_counter == 0 ) {
return NGX_DECLINED;
}
/* we response to 'GET' and 'HEAD' requests only */
if ( !(r->method & (NGX_HTTP_GET|NGX_HTTP_HEAD)) ) {
return NGX_HTTP_NOT_ALLOWED;
}
/* discard request body, since we don't need it here */
rc = ngx_http_discard_request_body(r);
if ( rc != NGX_OK ) {
return rc;
}
/* set the 'Content-type' header */
/*
*r->headers_out.content_type.len = sizeof("text/html") - 1;
*r->headers_out.content_type.data = (u_char *)"text/html";
*/
ngx_str_set(&r->headers_out.content_type, "text/html");
/* send the header only, if the request type is http 'HEAD' */
if ( r->method == NGX_HTTP_HEAD ) {
r->headers_out.status = NGX_HTTP_OK;
r->headers_out.content_length_n = ngx_test_string.len;
return ngx_http_send_header(r);
}
/* set the status line */
r->headers_out.status = NGX_HTTP_OK;
r->headers_out.content_length_n = ngx_test_string.len;
/* send the headers of your response */
rc = ngx_http_send_header(r);
if ( rc == NGX_ERROR || rc > NGX_OK || r->header_only ) {
return rc;
}
/* allocate a buffer for your response body */
b = ngx_pcalloc(r->pool, sizeof(ngx_buf_t));
if ( b == NULL ) {
return NGX_HTTP_INTERNAL_SERVER_ERROR;
}
/* attach this buffer to the buffer chain */
out.buf = b;
out.next = NULL;
/* adjust the pointers of the buffer */
b->pos = ngx_test_string.data;
b->last = ngx_test_string.data + ngx_test_string.len;
b->memory = 1; /* this buffer is in memory */
b->last_buf = 1; /* this is the last buffer in the buffer chain */
/* send the buffer chain of your response */
return ngx_http_output_filter(r, &out);
}
6. Nginx核心时间点模块介绍
解决接入层故障定位慢的问题，帮助OP快速判定问题根因，优先自证清白，提高接入层高效的生产力。
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7. Nginx分流模块介绍
特点：
实现非常灵活的动态的修改策略从而进行切流量。
实现平滑无损的方式进行流量的切换。
通过秒级切换流量可以缩小影响范围，从而减少损失。
按照某一城市或者某个特征，秒级进行切换流量或者禁用流量。
容忍单机房级别容量故障，缩短了单机房故障的止损时间。
快速的将流量隔离或者流量抽样。
高效的灰度测试，提高生产力。
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8. Nginx动态upstream模块介绍
让接入层可以适配动态调度的云环境，实现服务的平滑上下线、弹性扩/缩容。
从而提高接入层高效的生产力以及稳定性，保证业务流量的平滑无损。
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9. Nginx query_upstream模块介绍
链路追踪，梳理接口到后端链路的情况。查询location接口对应upstream server信息。
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10. Nginx query_conf模块介绍
获取nginx配置文件格式化为json格式信息。
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11.Nginx 共享内存支持redis协议模块介绍
根据配置文件来动态的添加共享内存。
https://github.com/lidaohang/ngx_shm_dict
ngx_shm_dict
共享内存核心模块(红黑树，队列)ngx_shm_dict_manager
添加定时器事件，定时的清除共享内存中过期的key
添加读事件，支持redis协议，通过redis-cli get,set,del,ttl-
ngx_shm_dict_view
共享内存查看
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12. Nginx日志回放压测工具
- 解析日志进行回放压测，模拟后端服务器慢等各种异常情况
https://github.com/lidaohang/playback-testing
方案说明
- 客户端解析access.log构建请求的host,port,url,body
- 把后端响应时间，后端响应状态码，后端响应大小放入header头中
- 后端服务器获取相应的header，进行模拟响应body大小，响应状态码，响应时间
使用方式
- 拷贝需要测试的access.log的日志到logs文件夹里面
- 搭建需要测试的nginx服务器，并且配置upstream 指向后端服务器断端口
- 启动后端服务器实例 server/backserver/main.go
- 进行压测 bin/wrk -c30 -t1 -s conf/nginx_log.lua http://localhost:8095
