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© 小刘同学90 中级黑马   /  2019-1-22 14:35  /  784 人查看  /  0 人回复  /   0 人收藏 转载请遵从CC协议 禁止商业使用本文

1.简介
    传统上基于进程或线程模型架构的web服务通过每进程或每线程处理并发连接请求,这势必会在网络和I/O操作时产生阻塞,其另一个必然结果则是对内存或CPU的利用率低下。生成一个新的进程/线程需要事先备好其运行时环境,这包括为其分配堆内存和栈内存,以及为其创建新的执行上下文等。这些操作都需要占用CPU,而且过多的进程/线程还会带来线程抖动或频繁的上下文切换,系统性能也会由此进一步下降。另一种高性能web服务器/web服务器反向代理:Nginx(Engine X),nginx的主要着眼点就是其高性能以及对物理计算资源的高密度利用,因此其采用了不同的架构模型。受启发于多种操作系统设计中基于“事件”的高级处理机制,nginx采用了模块化、事件驱动、异步、单线程及非阻塞的架构,并大量采用了多路复用及事件通知机制。在nginx中,连接请求由为数不多的几个仅包含一个线程的进程worker以高效的回环(run-loop)机制进行处理,而每个worker可以并行处理数千个的并发连接及请求。
2.Nginx 工作原理
    Nginx会按需同时运行多个进程:一个主进程(master)和几个工作进程(worker),配置了缓存时还会有缓存加载器进程(cache loader)和缓存管理器进程(cache manager)等。所有进程均是仅含有一个线程,并主要通过“共享内存”的机制实现进程间通信。主进程以root用户身份运行,而worker、cache loader和cache manager均应以非特权用户身份运行。
主进程主要完成如下工作:
    读取并验正配置信息;
    创建、绑定及关闭套接字;
    启动、终止及维护worker进程的个数;
    无须中止服务而重新配置工作特性;
    控制非中断式程序升级,启用新的二进制程序并在需要时回滚至老版本;
    重新打开日志文件;
    编译嵌入式perl脚本;
worker进程主要完成的任务包括:
    接收、传入并处理来自客户端的连接;
    提供反向代理及过滤功能;
    nginx任何能完成的其它任务;
注,如果负载以CPU密集型应用为主,如SSL或压缩应用,则worker数应与CPU数相同;如果负载以IO密集型为主,如响应大量内容给客户端,则worker数应该为CPU个数的1.5或2倍。
3.Nginx 架构
    Nginx的代码是由一个核心和一系列的模块组成, 核心主要用于提供Web Server的基本功能,以及Web和Mail反向代理的功能;还用于启用网络协议,创建必要的运行时环境以及确保不同的模块之间平滑地进行交互。不过,大多跟协议相关的功能和某应用特有的功能都是由nginx的模块实现的。这些功能模块大致可以分为事件模块、阶段性处理器、输出过滤器、变量处理器、协议、upstream和负载均衡几个类别,这些共同组成了nginx的http功能。事件模块主要用于提供OS独立的(不同操作系统的事件机制有所不同)事件通知机制如kqueue或epoll等。协议模块则负责实现nginx通过http、tls/ssl、smtp、pop3以及imap与对应的客户端建立会话。在Nginx内部,进程间的通信是通过模块的pipeline或chain实现的;换句话说,每一个功能或操作都由一个模块来实现。例如,压缩、通过FastCGI或uwsgi协议与upstream服务器通信,以及与memcached建立会话等。
4.Nginx 基础功能
    处理静态文件,索引文件以及自动索引;
    反向代理加速(无缓存),简单的负载均衡和容错;
    FastCGI,简单的负载均衡和容错;
    模块化的结构。过滤器包括gzipping, byte ranges, chunked responses, 以及 SSI-filter 。在SSI过滤器中,到同一个 proxy 或者 FastCGI 的多个子请求并发处理;
    SSL 和 TLS SNI 支持;
5.Nginx IMAP/POP3 代理服务功能
    使用外部 HTTP 认证服务器重定向用户到 IMAP/POP3 后端;
    使用外部 HTTP 认证服务器认证用户后连接重定向到内部的 SMTP 后端;
    认证方法:
    POP3: POP3 USER/PASS, APOP, AUTH LOGIN PLAIN CRAM-MD5;
    IMAP: IMAP LOGIN;
    SMTP: AUTH LOGIN PLAIN CRAM-MD5;
    SSL 支持;
    在 IMAP 和 POP3 模式下的 STARTTLS 和 STLS 支持;
6.Nginx 支持的操作系统
    FreeBSD 3.x, 4.x, 5.x, 6.x i386; FreeBSD 5.x, 6.x amd64;
    Linux 2.2, 2.4, 2.6 i386; Linux 2.6 amd64;
    Solaris 8 i386; Solaris 9 i386 and sun4u; Solaris 10 i386;
    MacOS X (10.4) PPC;
    Windows 编译版本支持 windows 系列操作系统;
7.Nginx 结构与扩展
    一个主进程和多个工作进程,工作进程运行于非特权用户;
    kqueue (FreeBSD 4.1+), epoll (Linux 2.6+), rt signals (Linux 2.2.19+), /dev/poll (Solaris 7 11/99+), select, 以及 poll 支持;
    kqueue支持的不同功能包括 EV_CLEAR, EV_DISABLE (临时禁止事件), NOTE_LOWAT, EV_EOF, 有效数据的数目,错误代码;
    sendfile (FreeBSD 3.1+), sendfile (Linux 2.2+), sendfile64 (Linux 2.4.21+), 和 sendfilev (Solaris 8 7/01+) 支持;
    输入过滤 (FreeBSD 4.1+) 以及 TCP_DEFER_ACCEPT (Linux 2.4+) 支持;
    10,000 非活动的 HTTP keep-alive 连接仅需要 2.5M 内存。
    最小化的数据拷贝操作;
8.Nginx 其他HTTP功能
    基于IP 和名称的虚拟主机服务;
    Memcached 的 GET 接口;
    支持 keep-alive 和管道连接;
    灵活简单的配置;
    重新配置和在线升级而无须中断客户的工作进程;
    可定制的访问日志,日志写入缓存,以及快捷的日志回卷;
    4xx-5xx 错误代码重定向;
    基于 PCRE 的 rewrite 重写模块;
    基于客户端 IP 地址和 HTTP 基本认证的访问控制;
    PUT, DELETE, 和 MKCOL 方法;
    支持 FLV (Flash 视频);
    带宽限制;
9.为什么选择Nginx
    在高连接并发的情况下,Nginx是Apache服务器不错的替代品: 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. 能够支持高达 50,000 个并发连接数的响应, 感谢Nginx为我们选择了 epoll and kqueue 作为开发模型。
    Nginx作为负载均衡服务器: Nginx 既可以在内部直接支持 Rails 和 PHP 程序对外进行服务, 也可以支持作为 HTTP代理 服务器对外进行服务. Nginx采用C进行编写, 不论是系统资源开销还是CPU使用效率都比 Perlbal 要好很多。
    作为邮件代理服务器: Nginx 同时也是一个非常优秀的邮件代理服务器(最早开发这个产品的目的之一也是作为邮件代理服务器), Last.fm 描述了成功并且美妙的使用经验.
    Nginx 是一个 [#installation 安装] 非常的简单 , 配置文件 非常简洁(还能够支持perl语法), Bugs 非常少的服务器: Nginx 启动特别容易, 并且几乎可以做到7*24不间断运行,即使运行数个月也不需要重新启动. 你还能够 不间断服务的情况下进行软件版本的升级 。

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