What is Nginx？

Nginx 同 Apache 一样都是一种 Web 服务器。基于 REST 架构风格，以统一资源描述符（Uniform Resources Identifier）URI 或者统一资源定位符（Uniform Resources Locator）URL 作为沟通依据，通过 HTTP 协议提供各种网络服务。

Apache 的发展时期很长，而且是毫无争议的世界第一大服务器。它有着很多优点：稳定、开源、跨平台等等。但它不支持高并发的服务器。在 Apache 上运行数以万计的并发访问，会导致服务器消耗大量内存。操作系统对其进行进程或线程间的切换也消耗了大量的 CPU 资源，导致 HTTP 请求的平均响应速度降低。这些都决定了 Apache 不可能成为高性能 Web 服务器，轻量级高并发服务器 Nginx 就应运而生了。

俄罗斯的工程师 Igor Sysoev，他在为 Rambler Media 工作期间，使用 C 语言开发了 Nginx作为 Web 服务器。

Nginx是一款轻量级的Web服务器、反向代理 服务器，由于它的内存占用少，启动极快，高并发能力强，在互联网项目中广泛应用。（负载均衡和正向代理和反向代理）

 当下流行的技术架构，其中Nginx有点类似入口网关的作用。        

Nginx的Master-Worker模式

启动Nginx后，其实就是在80端口启动了Socket服务进行监听，如图所示，Nginx涉及Master进程和Worker进程。

Master进程的作用是？

读取并验证配置文件nginx.conf；管理worker进程；

Worker进程的作用是？

每一个Worker进程都维护一个线程（避免线程切换），处理连接和请求；注意Worker进程的个数由配置文件决定，一般和CPU个数相关（有利于进程切换），配置几个就有几个Worker进程。

 Nginx优势、特点

Nginx 优势：

• Nginx 使用基于事件驱动架构，使得其可以支持数以百万级别的 TCP 连接。

• 高度的模块化和自由软件许可证使得第三方模块层出不穷（这是个开源的时代啊）。

• Nginx 是一个跨平台服务器，可以运行在 Linux、Windows、FreeBSD、Solaris、AIX、Mac OS 等操作系统上。

• 这些优秀的设计带来的极大的稳定性。

1、热部署

所谓热部署，就是配置文件nginx.conf修改后，不需要stop Nginx，不需要中断请求，就能让配置文件生效！（nginx -s reload 重新加载/nginx -t检查配置/nginx -s stop）

通过上文我们已经知道worker进程负责处理具体的请求，那么如果想达到热部署的效果，可以想象：

方案一：修改配置文件nginx.conf后，主进程master负责推送给woker进程更新配置信息，woker进程收到信息后，更新进程内部的线程信息。（有点valatile的味道）

方案二：修改配置文件nginx.conf后，重新生成新的worker进程，当然会以新的配置进行处理请求，而且新的请求必须都交给新的worker进程，至于老的worker进程，等把那些以前的请求处理完毕后，kill掉即可。

Nginx采用的就是方案二来达到热部署的！

 2、高并发下的高效处理

上文已经提及Nginx的worker进程个数与CPU绑定、worker进程内部包含一个线程高效回环处理请求，这的确有助于效率，但这是不够的。

我们想一下：BIO/NIO/AIO、异步/同步、阻塞/非阻塞...（什么是BIO/NIO/AIO及区别和联系）

要同时处理那么多的请求，要知道，有的请求需要发生IO，可能需要很长时间，如果等着它，就会拖慢worker的处理速度。

Nginx采用了Linux的epoll模型，epoll模型基于事件驱动机制，它可以监控多个事件是否准备完毕，如果OK，那么放入epoll队列中，这个过程是异步的。worker只需要从epoll队列循环处理即可。

3、Nginx高可用性

Nginx既然作为入口网关，很重要，如果出现挂了、单点问题，显然是不可接受的。

答案是：Keepalived+Nginx实现高可用。

Keepalived 是一个高可用解决方案，主要是用来防止服务器单点发生故障，可以通过和Nginx配合来实现Web服务的高可用。（其实，Keepalived不仅仅可以和Nginx配合，还可以和很多其他服务配合）

Keepalived+Nginx实现高可用的思路：

第一：请求不要直接打到Nginx上，应该先通过Keepalived（这就是所谓虚拟IP，VIP）

第二：Keepalived应该能监控Nginx的生命状态（提供一个用户自定义的脚本，定期检查Nginx进程状态，进行权重变化,，从而实现Nginx故障切换）

 4、Nginx动静分离

为了加快服务器的解析速度，把静态资源、放到Nginx上，由Nginx管理，动态请求转发给后端，可以把动态页面和静态页面交给不同的服务器来解析，加快解析速度，降低原来单个服务器的压力，方便管理维护。

4、进行IP访问控制

比如：有些电商平台，就可以在Nginx这一层，做一下处理，内置一个黑名单模块，那么就不必等请求通过Nginx达到后端在进行拦截，而是直接在Nginx这一层就处理掉。

Nginx支持的负载均衡调度算法方式如下：

        ▣weight轮询(默认，常用)：接收到的请求按照权重分配到不同的后端服务器，即使在使用过程中，某一台后端服务器宕机，Nginx会自动将该服务器剔除出队列，请求受理情况不会受到任何影响。这种方式下，可以给不同的后端服务器设置一个权重值(weight)，用于调整不同的服务器上请求的分配率；权重数据越大，被分配到请求的几率越大；该权重值，主要是针对实际工作环境中不同的后端服务器硬件配置进行调整的。ip_hash（常用）：每个请求按照发起客户端的ip的hash结果进行匹配，这样的算法下一个固定ip地址的客户端总会访问到同一个后端服务器，这也在一定程度上解决了集群部署环境下session共享的问题。

        ▣fair：智能调整调度算法，动态的根据后端服务器的请求处理到响应的时间进行均衡分配，响应时间短处理效率高的服务器分配到请求的概率高，响应时间长处理效率低的服务器分配到的请求少；结合了前两者的优点的一种调度算法。但是需要注意的是Nginx默认不支持fair算法，如果要使用这种调度算法，请安装upstream_fair模块。url_hash：按照访问的url的hash结果分配请求，每个请求的url会指向后端固定的某个服务器，可以在Nginx作为静态服务器的情况下提高缓存效率。同样要注意Nginx默认不支持这种调度算法，要使用的话需要安装Nginx的hash软件包。