nginx知识点简单回顾

Nginx系列文章：http://www.cnblogs.com/f-ck-need-u/p/7576137.html

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1.nginx简介

nginx是一个优秀的web服务程序、反向代理程序。它采用非阻塞异步的套接字，使用epoll方式实现事件驱动，同时采用一个master+N个worker进程(默认)的方式处理请求，这种架构使得它在并发的处理能力上极其出色，可以比较轻松地解决C10K问题。

2.nginx处理请求的过程简单说明

master进程用于管理worker进程，例如接收外界信号、向worker进程发送信号、销毁worker进程、启动worker进程等等。

nginx之所以性能良好，完全是由它的架构决定的。每个worker进程是业务处理进程，负责监听套接字、处理请求、响应请求、代理请求至后端服务器等。

作为web server处理静态资源时每个worker进程的大致流程：

(1).监听套接字。
(2).与客户端建立连接。
(3).处理监听到的连接请求(加载静态文件)。
(4).响应数据。
(5).断开连接。

这几个过程是每个web server都具备的能力，但对于nginx来说，由于它的异步非阻塞，每个过程都不会阻塞(有些小过程必须阻塞的时候还是会阻塞)，使得并发处理能力很好。

从监听套接字开始说。每个worker进程都是平等的，它们都可以去监听套接字，正常情况下不可避免地会造成争抢和"惊群问题"，而nginx采用"争抢"accept互斥锁的方式，只有持有accept互斥锁的worker进程才有资格将连接请求接到自己的队列中并完成TCP连接的建立。但每个进程是相互独立而平等的，谁有资格去"争抢"互斥锁且有更大几率争抢成功？只要worker进程当前建立的连接数小于worker_connections指令指定的值(实际上源码中设置的是该值的7/8)，就允许争抢互斥锁，因为连接数超过了该值的7/8表示已经非常繁忙。除了繁忙程度限制资格，还有epoll_wait的timeout的指标，等待越久的worker进程争抢能力越强。总之，在某一时刻，一定只有一个worker进程监听并accept新的连接请求。

当已经监听到连接请求时，worker进程与它进行三次握手，并最终accpet到自己的内存池中，并和客户端交互数据，处理客户端发送的http请求并响应数据给客户端。但是，nginx的高效就在于它的异步非阻塞，无论是在TCP连接进入ESTABLISHED之前，还是等待客户端发送请求，亦或者是等待加载本地静态资源的I/O，以及响应数据给客户端的任意一个过程中，nginx都是非阻塞的，在任意等待发生时都可以去处理其它事情。当等待的某个资源已经准备成功时将产生事件通知worker进程，worker进程可随后去处理。在此过程中，由于worker进程绑定在一个CPU核心上(推荐如此做)，所有的连接都放在内存池中，这使得上下文切换时是极其轻量的，极大地减轻了CPU消耗。从理论上来说，当每个worker绑定了一个CPU核心时，它的并发处理能力主要依赖于内存的大小。

实际上apache httpd的event MPM也是异步非阻塞的，也可以采用epoll，但它采用的是多线程方式，虽然异步，但它的异步似乎不体现在并发能力上，而仅仅只是一些具有特殊状态的连接(如长连接)的异步处理，在处理过程中cpu还是不断地需要在各线程之间大量切换，并发能力并不比worker MPM强多少，相比nginx更是远远不如。

3.nginx命令

[root@xuexi nginx]# nginx -h
nginx version: nginx/1.12.0
Usage: nginx [-?hvVtTq] [-s signal] [-c filename] [-p prefix] [-g directives]

Options:
  -?,-h         : this help
  -v            : 输出版本号
  -V            : 输出版本号以及编译选项
  -t            : 检查配置文件的语法
  -T            : 检查配置文件的语法并输出配置的内容
  -q            : 静默模式，不输出任何信息
  -s signal     : 向主进程发送信号：stop, quit, reopen, reload
  -p prefix     : 设置nginx的basedir(默认为编译时的prefix)
  -c filename   : 指定配置文件
  -g directives : 提前设置全局指令

-V选项输出编译选项。

[root@xuexi nginx]# nginx -V
nginx version: nginx/1.12.0
built by gcc 4.4.7 20120313 (Red Hat 4.4.7-11) (GCC)
built with OpenSSL 1.0.1e-fips 11 Feb 2013
TLS SNI support enabled
configure arguments: --prefix=/usr/local/nginx-1.12.0 --pid-path=/var/run/nginx/nginx.pid --lock-path=/var/lock/subsys/nginx.lock --user=nginx --group=nginx --with-http_ssl_module --with-http_flv_module --with-http_stub_status_module --with-http_gzip_static_module --with-pcre

(1).使用默认配置文件直接启动nginx和指定配置文件启动nginx

nginx -c /usr/local/nginx/conf/nginx.conf

(2).运行时重载配置文件。当nginx主进程接收到重载配置文件的命令后，它会先检查新配置文件语法，然后载入该配置文件到内存中并解析。然后，主进程fork一系列新的worker进程，并发送QUIT信号给旧的worker进程(graceful stop)。旧的工作进程接收到QUIT信号后，会停止接受新的连接请求，并继续处理旧的连接直到请求处理完成后才退出。

nginx -s reload

(3).运行时快速关闭nginx。

nginx -s stop

(4).运行时优雅关闭nginx。所有的工作进程会停止接受新的连接，并继续服务旧的连接请求直到所有的请求完成后才退出。

nginx -s quit

(5).运行时重新打开日志文件。

ngnix -s reopen

4.nginx模块及http功能速览

Nginx的代码由一个核心和一系列的模块组成。

核心(core functionality)主要用于提供全局应用的基本功能，创建必要的运行时环境及确保不同模块之间平滑地进行交互等，对应于配置文件的main段和event段。核心涉及的指令官方文档：http://nginx.org/en/docs/ngx_core_module.html。

还有很多功能都通过模块实现，nginx是高度模块化程序。如web相关的功能模块有"ngx_http_*_module"，和mail相关的功能模块有"ngx_mail_*_module"，和tcp代理、负载均衡相关的功能模块有"ngx_stream_*_module"，这些类别的模块中又分为很多类别的模块，如http类别的模块中有基本核心模块、事件类模块、缓存类模块、SSL相关模块、负载均衡类模块upstream等等。

以下是http功能模块类中常见的模块。

http类模块名	模块功能说明
ngx_http_core_module	http核心模块，对应配置文件中的http段，包含很多指令，如location指令
ngx_http_access_module	访问控制模块，控制网站用户对nginx的访问，对应于配置文件中的allow和deny等指令
ngx_http_auth_basic_module	通过用户名和密码认证的访问控制，如访问站点时需要数据用户名和密码，指令包括auth_basic和auth_basic_user_file
ngx_http_charset_module	设置网页显示字符集。指令之一为charset，如charset utf-8
ngx_http_fastcgi_module	fastcgi模块，和动态应用相关。该模块下有非常多的子模块。
ngx_http_flv_module	支持flv视频流的模块，如边下边播
ngx_http_mp4_module	同flv模块
ngx_http_gzip_module	压缩模块，用来压缩nginx返回的响应报文。一般只压缩纯文本内容，因为压缩比例非常大，而图片等不会去压缩
ngx_http_image_filter_module	和图片裁剪、缩略图相关模块，需要安装gd-devel才能编译该模块
ngx_http_index_module	定义将要被作为默认主页的文件，对应指令为index。"index index.html,index.php"
ngx_http_autoindex_module	当index指令指定的主页文件不存在时，交给autoindex指令，将自动列出目录中的文件autoindex {on/off}
ngx_http_log_module	和访问日志相关的模块，指令包括log_format和access_log
ngx_http_memcached_module	和memcached相关的模块，用于从memcached服务器中获取相应响应数据
ngx_http_proxy_module	和代理相关，允许传送请求到其它服务器
ngx_http_realip_module	当nginx在反向代理的后端提供服务时，获取到真正的客户端地址，否则获取的是反向代理的IP地址
ngx_http_referer_module	实现防盗链功能的模块
ngx_http_rewrite_module	和URL地址重写相关的模块，需要安装pcre-devel才能编译安装该模块
ngx_http_scgi_module	simple cgi，是cgi的替代品，和fastcgi类似，但更简单
ngx_http_ssl_module	提供ssl功能的模块，即实现HTTPS
ngx_http_stub_status_module	获取nginx运行状态信息
ngx_http_upstream	和负载均衡相关模块

这些模块共同组成了nginx的http功能。

5.nginx配置文件简单说明

nginx的配置文件有很多个，如下。其中主配置文件为nginx.conf，其他配置文件在需要的时候使用include指令将其包含到主配置文件中。

[root@xuexi ~]# ls /usr/local/nginx/conf/
fastcgi.conf  fastcgi_params  koi-utf  mime.types  nginx.conf  scgi_params  uwsgi_params  win-utf
fastcgi.conf.default  fastcgi_params.default  koi-win  mime.types.default  nginx.conf.default  scgi_params.default  uwsgi_params.default

其中".default"后缀的是对应前缀配置文件的备份配置文件，".params"是对应前缀的参数文件。如fastcgi.conf是和fastcgi相关参数的配置文件，fastcgi.params是fastcgi的参数文件，fastcgi.conf.default是fastcgi.conf的备份文件。

关于主配置文件nginx.conf，由于Nginx高度模块化，所以它是分段配置的，核心模块为core，对应配置文件中的Main和Events段。此外还有其他一些模块。配置文件中每一个指令必须以分号";"结束，否则语法错误。

5.1 main和events段

Main用于配置错误日志、进程及权限等相关的参数，Events用于配置IO模型，如epoll、kqueue、select或poll等，它们是必备模块。如下配置：

#user  nobody;        # worker进程身份,默认使用编译时指定值.语法为"user user_name [group_name]"
worker_processes  4;  # worker进程数量,该指令值依赖因素较多，例如是否CPU密集型、是否IO密集型。
                      # 在初始时设置为cpu的总核数是一个不错的选择。

#error_log logs/error.log;         # 错误日志文件，禁用错误日志"error_log /dev/null LEVEL;"
#error_log logs/error.log notice;  # 级别:debug|info|notice|warn|error|crit|alert|emerg，默认为error
#error_log  logs/error.log  info;

#pid        logs/nginx.pid;
#lock_file  logs/nginx.lock;

events {
    worker_connections  1024;   # 每个worker进程的最大连接数
    multi_accept on;            # 是否一次性将监听到的连接全接收进来，默认为off，关闭时一次接收一条连接
    accept_mutex on             # 默认为on，开启时表示以串行方式接入新连接，否则将通报给所有worker。
                                # 这可能会浪费资源并产生不可预计的后果，例如惊群问题
}

如果某个文件采用了相对路径，则其相对的基准为basedir。例如编译时--prefix指定为/usr/local/nginx，则指定pid为logs/nginx.pid时，其实际路径为/usr/local/nginx/logs/nginx.pid。

worker_processes的值和work_connections的值决定了最大并发数量。例如上面的配置中，每个worker进程最大允许1024个连接，配置了4个worker进程，所以并发数量为1024*4=4096。但在反向代理场景中计算方法不同，因为nginx既要维持和客户端的连接，又要维持和后端服务器的连接，因此处理一次连接要占用2个连接，所以最大并发数计算方式为：worker_processes*worker_connections/2。此外还需注意，除了和客户端的连接、与后端服务器的连接，nginx可能还会打开其他的连接，这些都会占用文件描述符，从而影响并发数量的计算。最后还需注意，最大并发数量还受"允许打开的最大文件描述符数量"限制，可以使用"worker_rlimit_nofile"指令修改或直接修改操作系统的对应内核参数。

可以在main段使用worker_cpu_affinity指令绑定CPU核心。nginx通过位数识别CPU核心以及核心数，指定位数上占位符为1表示使用该核心，占位符为0表示不使用该核心。例如2核cpu的位数分别为01和10，4核的位数分别为1000,0100,0010以及0001，同理8核和16核。在结合worker_processes指令一起使用时，要注意worker进程和核心的对应方式，例如：

# 每个worker分别对应cpu0/cpu1/cpu2/cpu3
worker_processes    4;
worker_cpu_affinity 0001 0010 0100 1000;

# 有4核心，但只有两worker，第一个worker对应cpu0/cpu2，第二个worker对应cpu1/cpu3
worker_processes    2;
worker_cpu_affinity 0101 1010;

在events段，可以使用"use"指令可以指定使用哪种I/O模型，Linux上默认是epoll，通常可以不用手动去设置，因为nginx默认会采用最佳配置。

以下是main段和events段的配置示例，大多数采用的默认值，需要修改的大致就是worker数量、每个worker最大连接数以及进程绑定cpu。

worker_processes  4;
events {
    worker_connections  1024;
}

5.2 http段

5.2.1 配置文件概览

http段是由http相关模块支持的。以下是默认配置项。注意，http根段下使用相对路径是相对conf目录的，如"include extra/.conf"表示的是conf/extra/.conf；非根段内的相对路径如server段内使用相对路径是相对于的安装目录<prefix>的，例如nginx安装在/usr/local/nginx下，当location中的root设置为html时，它表示的路径是/usr/local/nginx/html/。

http {
    include       mime.types;    # nginx支持的媒体文件类型。相对路径为同目录conf下的其他文件
    default_type  application/octet-stream;      # 默认的媒体类型

    #log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '   # 访问日志的格式
    #                  '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
    #                  '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';

    #access_log  logs/access.log  main;

    sendfile        on;   # 启用sendfile传输模式，此模式是"零拷贝"
    #tcp_nopush     on;   # 只在sendfile on时有效。让数据包挤满到一定程度才发送出去，挤满之前被阻塞

    #keepalive_timeout  0;   # keepalive的超时时间
    keepalive_timeout  65;

    #gzip  on;               # 是否启用gzip压缩响应报文

    server {                    # 定义虚拟主机
        listen       80;        # 定义监听套接字
        server_name  localhost; # 定义主机名加域名，即网站地址

        #charset koi8-r;        # 默认字符集

        #access_log  logs/host.access.log  main;         # 访问日志路径

        location / {                        # location容器，即URI的根
            root   html;                    # 站点根目录，即DocumentRoot，相对路径时为<prefix>/html
            index  index.html index.htm;    # 站点主页文件
        }

        #error_page  404    /404.html;      # 出现404 page not fount错误时，使用/404.html页响应客户端

        # redirect server error pages to the static page /50x.html
        #
        error_page   500 502 503 504  /50x.html;      # 出现50x错误时，使用/50x.html页返回给客户端
        location = /50x.html {                        # 定义手动输入包含/50x.html时的location
            root   html;
        }

        # deny access to .htaccess files, if Apache's document root
        # concurs with nginx's one
        #
        #location ~ /\.ht {
        #    deny  all;
        #}
    }
    # another virtual host using mix of IP-, name-, and port-based configuration
    #
    #server {
    #    listen       8000;
    #    listen       somename:8080;
    #    server_name  somename  alias  another.alias;

    #    location / {
    #        root   html;
    #        index  index.html index.htm;
    #    }
    #}
}

5.2.2 root指令和alias指令

root指令设置站点根目录，即httpd的documentroot，但又有所不同，因为nginx可以在多个上下文位置处使用root指令，例如Location容器中。

如果配置如下：

location /i/ {
    root /data/w3;
}

那么nginx将使用文件/data/w3/i/top.gif响应请求"/i/top.gif"。

root指令仅仅只是将匹配的URI追加在root路径后，如果要改变URI，应该使用alias指令，它会对URI进行替换。例如：

location /i/ {
    alias /data/w3/images/;
}

那么nginx将使用文件/data/w3/images/top.gif响应请求/i/top.gif。因此，如果alias指令的路径最后一部分包含了URI，则最好使用root指令，而非alias指令，虽然它们都能成功响应。

location /images/ {
    alias /data/w3/images/;
}

location /images/ {
    root /data/w3/;
}

它们都能使用相对路径，相对的是prefix。例如编译路径为/usr/local/nginx，则"root html"指的是"/usr/local/nginx/html"。

与root和alias指令相关的变量为$document_root、$realpath_root。其中$document_root的值即是root指令、alias指令的值，而$realpath_root的值是对root、alias指令进行绝对路径换算后的值。

5.2.3 location容器

该指令对规范化后的URI进行匹配，并对匹配的路径封装一系列指令。 语法：

location [ = | ~ | ~* | ^~ ] uri { ... }

其中： location /uri/ {}：表示对/uri/目录及其子目录下的所有文件都匹配。所以"location / {}"的匹配范围是最大的。
location = /uri/ {}：表示只对目录或文件进行匹配，不对目录中的文件和子目录进行匹配。所以一般只用来做文件匹配
location ~ /uri/ {}：表示区分大小写的正则匹配。
location ~* /uri/ {}：表示不区分大小写的正则匹配。
location ^~ /uri/ {}：表示禁用正则匹配，即精确字符串匹配，此时正则中的元字符被解释成普通字符。

它们的匹配优先级规则为：nginx先检查URI的前缀路径，在这些路径中找到最精确匹配请求URI的路径。然后nginx按在配置文件中的出现顺序检查正则表达式路径，匹配上某个路径后即停止匹配并使用该路径的配置，否则使用最大前缀匹配的路径的配置。

使用"="前缀可以定义URI和路径的精确匹配。如果发现匹配，则终止路径查找。例如请求"/"很频繁，定义"location = /"可以提高这些请求的处理速度，因为查找过程在第一次比较以后即结束。

以下是一个优先级的示例。

location = / {
    [ configuration A ]
}

location / {
    [ configuration B ]
}

location /documents/ {
    [ configuration C ]
}

location ^~ /images/ {
    [ configuration D ]
}

location ~* \.(gif|jpg|jpeg)$ {
    [ configuration E ]
}

请求"/"能匹配A和B，但最精确匹配为A。
请求"/index.html"的前缀"/"能匹配A和B，但A只能匹配"/"自身，因此最终匹配配置B。(前缀也能匹配E，但文件名无法匹配)
请求"/documents/document.html"的前缀能匹配B和C，但C更精确，因此匹配配置C。(前缀也能匹配E，但文件名无法匹配)
请求"/images/1.gif"的前缀能匹配B、D和E，且D和E都是最长路径匹配，但^~优先级更高，因此匹配配置D。
请求"/documents/1.jpg"的前缀能匹配B、C，同样也能匹配E，且E比B的匹配更精确，因此最终匹配配置E。

大致可以将规则简化为如下优先级：

(location = uri ) > (location ^~ uri) > (location *~|~ uri) > (location uri)

即等号优先级最高，非正则匹配次之，再之后是正则匹配，它们之间有位置的先后顺序，优先级最低的是没有使用任何符号的匹配。

由此也可以知道，"location / {}"这种方式是一种特殊的uri匹配，无论什么uri路径，都能往这里面装，可以认为它是默认匹配，当其它location都匹配不上时就会匹配它。

5.2.4 error_page指令

当出现对应状态码的错误时，指定返回的URI路径。语法为：

error_page code ... [=[response]] uri;

配置文件中的error_page部分默认为：

location / {
    root   html;
    index  index.html index.htm;
}
#error_page  404              /404.html;
error_page   500 502 503 504  /50x.html;
location = /50x.html {
    root   html;
}

上面的配置文件中，假如取消了404错误的error_page行注释，当出现404错误时，其uri为/404.html，然后会对其进行location的匹配，由于只有"location / {}"能匹配到，所以它的目录为<prefix>/html/，即404.html文件路径为<prefix>/html/404.html。对于50x的error_page，其uri为"/50x.html"，所以会对其进行location匹配，发现可以精确匹配到"location = /50x.html {}"，当然"location / {}"也能匹配到，但是它的优先级更低，所以当出现50x错误时，将从<prefix>/html目录下寻找50x.html，这里正好和"location / {}"重复了，但它们的匹配过程是不一样的。假如改为如下配置：

location / {
    root   html;
    index  index.html index.htm;
}
#error_page  404              /404.html;
error_page   500 502 503 504  /50x.html;
location = /50x.html {
    root   /www/a.com/;
}

出现50x错误时，将返回/www/a.com/50x.html文件，而不再是<prefix>/html/50x.html。

5.2.5 allow和deny

这两个指令由ngx_http_access_module模块提供，用于允许或限制某些IP地址的客户端访问。nginx中的allow和deny规则很简单，从上向下匹配，只要匹配到就停止。例如：

allow 10.0.0.8
allow 192.168.100.0/24
deny all

允许10.0.0.8和192.168.100网段的访问，其他的都拒绝。

5.2.6 add_header添加相应首部字段

用于在响应首部中添加字段。例如：

server {
    add_header RealPath $realpath_root;
}

将添加一个名为RealPath的字段，值为变量realpath_root的值。

[root@xuexi ~]# curl -I http://localhost/
HTTP/1.1 200 OK
Server: nginx/1.12.1
Date: Tue, 17 Oct 2017 08:10:14 GMT
Content-Type: text/html
Content-Length: 612
Last-Modified: Tue, 17 Oct 2017 03:20:10 GMT
Connection: keep-alive
ETag: "59e576ea-264"
RealPath: /usr/local/nginx-1.12.1/html   # 此为自定义添加字段
Accept-Ranges: bytes

5.3 虚拟主机和server_name指令

nginx使用server容器定义一个虚拟主机。在nginx中，没有严格区分基于IP和基于名称的虚拟主机，它们通过listen指令和server_name指令结合起来形成不同的虚拟主机。

例如：

# 基于IP地址的虚拟主机
server {
        listen 80;
        server_name 192.168.100.25;
        location / {
                root /www/longshuai/;
                index index.html index.htm;
        }
}
server {
        listen 80;
        server_name 192.168.100.26;
        location / {
                root /www/xiaofang/;
                index index.html index.htm;
        }
}

# 基于名称的虚拟主机
server {
        listen 80;
        server_name www.longshuai.com;
        location / {
                root /www/longshuai/;
                index index.html index.htm;
        }
}
server {
        listen 80;
        server_name www.xiaofang.com;
        location / {
                root /www/xiaofang/;
                index index.html index.htm;
        }
}

# 基于端口的虚拟主机
server {
        listen 80;
        server_name 192.168.100.25;
        location / {
                root /www/longshuai/;
                index index.html index.htm;
        }
}
server {
        listen 8080;
        server_name 192.168.100.25;
        location / {
                root /www/xiaofang/;
                index index.html index.htm;
        }
}

其中server_name指令可以定义多个主机名，第一个名字为虚拟主机的首要主机名。例如：

server_name  example.com   www.example.com;

主机名中可以含有星号("*")，以替代名字的开始部分或结尾部分(只能是起始或结尾，如果要实现中间部分的通配，可以使用正则表达式)。例如"*.example.org"不仅匹配www.example.org，也匹配www.sub.example.org。下面两条指令是等价的。

server_name    example.com   *.example.com   www.example.*;
server_name   .example.com   www.example.*;

也可以在主机名中使用正则表达式，就是在名字前面补一个波浪线("~")：

server_name   www.example.com   ~^www\d+\.example\.com$;

nginx允许定义空主机名：

server {
    listen       80;
    server_name  "";
    return       444;
}

这种主机名可以让虚拟主机处理没有"Host"首部的请求，而不是让指定"地址:端口"的默认虚拟主机来处理，而这正是本指令的默认设置。即使用非默认的虚拟主机处理请求头中不含"Host"字段的请求。一般这样的请求处理方式是直接丢弃请求，并返回一个非标准的状态码来立即关闭连接，例如上面的444。

如果server块中没有定义server_name，nginx使用空名字作为虚拟主机名。

5.4 虚拟主机的匹配规则

通过名字查找虚拟主机时，如果一个名字可以匹配多个指定的配置，比如同时匹配上通配符和正则表达式，按下面优先级，使用先匹配上的虚拟主机：

1. 确定的名称；
2. 最长的以星号起始的通配符名字，比如"*.example.com"；
3. 最长的以星号结束的通配符名字，比如"mail.*"；
4. 第一个匹配的正则表达式名字(按在配置文件中出现的顺序)。

当开始接入请求时，(1)nginx首先判断请求的套接字，即IP和端口号；(2)然后在listen套接字中选择一个能匹配名称的虚拟主机，如果没有选出能匹配的名称，则使用该套接字的默认虚拟主机。默认情况下，监听套接字的默认虚拟主机为该套接字主机组中的第一个虚拟主机，但可以通过listen指令的default_server属性手动指定。

例如下面定义了4个虚拟主机：前3个都监听在192.168.100.1:80上，第四个监听在192.168.1.2:80上。

server {
    listen      192.168.100.1:80;
    server_name example.org www.example.org;
    ...
}

server {
    listen      192.168.100.1:80 default_server;
    server_name example.net www.example.net;
    ...
}

server {
    listen      192.168.100.1:80;
    server_name example.com www.example.com;
    ...
}

server {
    listen      192.168.1.2:80;
    server_name example.com www.example.com;
    ...
}

(1).从192.168.100.1:80上请求www.example.com，能匹配虚拟主机3，于是使用虚拟主机3的配置进行响应；
(2).从192.168.100.1:80上请求www.longshuai.com时，无法匹配任何虚拟主机，于是使用默认虚拟主机2的配置进行响应。如果将listen的属性default_server去掉，则使用虚拟主机1进行响应；
(3).从192.168.100.2:80上请求www.example.com时，使用虚拟主机4进行响应；
(4).从192.168.100.2:80上请求www.example.org时，由于无法匹配该套接字上的任何主机，于是使用默认虚拟主机响应，即虚拟主机4。

5.5 stub_status指令获取nginx状态信息

使用ngx_http_stub_status_module模块提供的功能可以获取nginx运行的状态信息。对应的指令只有一个，即stub_status。

例如，在某一个server下加上如下配置获取该server的状态信息。

server {
    listen 80;
    server_name www.longshuai.com;
    location / {
        root /www/longshuai/;
        index index.html index.htm;
    }
    location /status {
        stub_status on;
    }
}

还可以明确指定访问该信息不记录日志，且提供访问控制，不让外界人随意获取信息。

location /status {
    stub_status on;
    access_log off;
    allow 192.168.100.0/24;
    deny all;
}

重载配置文件后，只需在浏览器中输入"主机名/status"即可获取信息。

Active connections: 291
server accepts handled requests
 16630948 16630948 31070465
Reading: 6 Writing: 179 Waiting: 106

状态信息意义如下：

• 第一行active connections:291表示当前处于活动状态的客户端连接数，包括正处于等待状态的连接。
• 第四行reading数量为6，表示nginx正在读取请求首部的数量，即正在从socket recv buffer中读取数据的数量；writing数量为179表示nginx正在将响应数据写入socket send buffer以返回给客户端的连接数量；waiting数量为106表示等待空闲客户端发起请求的客户端数量，包括长连接状态的连接以及已接入但socket recv buffer还未产生可读事件的连接，其值为active-reading-writing。
• 第二行accepts的数量为16630948表示从服务启动开始到现在已经接收进来的总的客户端连接数；handled的数量为16630948表示从服务启动以来已经处理过的连接数，一般handled的值和accepts的值相等，除非作出了连接数限定；requests的数量为服务启动以来总的客户端请求数。一个连接可以有多个请求，所以可以计算出平均每个连接发出多少个请求。
• 以下是第二行几个参数的官方原文：

  accepts：The total number of accepted client connections.
  handled：The total number of handled connections. Generally, the parameter value is the same as accepts unless some resource limits have been reached (for example, the worker_connections limit).
  requests：The total number of client requests.
  

6.访问日志access_log

1. nginx的访问日志相关功能由ngx_http_log_module模块提供，指令包括log_format、access_log和open_log_file_cache。
2. nginx的日志可以先缓冲到buffer中，一定时间后再写入到日志文件中。从buffer刷盘到本地日志文件中时，可以进行压缩。
3. nginx的worker进程的运行身份需要有日志创建的权限，即对日志所在目录有写权限。
4. 可以在多种上下文中定义是否开启日志以及日志的格式。最常见的三个上下文是http,server,location。
5. open_log_file_cache指令存在的意义是为了缓存日志文件描述符。之所以提供这个指令，是因为nginx每次日志的写入(从缓存中刷盘到本地日志文件中)都会打开、关闭一次日志文件。对于日志写入极其频繁的机器可以使用该指令缓存日志文件描述符，使得在缓存有效期内都可以续写到旧日志文件中。

6.1 log_format指令

log_format指定日志的格式，语法如下：log\_format name string...;。其中name指定日志格式名称，配置文件中name名称不能重复。

以下是默认提供的main格式。

#log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
#                  '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
#                  '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';

在main后面的是一堆变量，除了这些变量之外还有其他很多变量可用，但如非特殊需求，默认的main格式就已经够完美了。以下是变量的意义：

$remote_addr：客户端的地址。如果nginx提供的web服务在后端，如前面有代理服务器或负载均衡等设备时，该变量只能获取到前端的IP地址。此时要获取到真正客户端地址需要使用变量$http_x_forward_for，但要求前端服务器要开启x_forward_for设置。
$http_x_forward_for：如上所述。
$remote_user：远程客户端用户名称。
$time_local：记录访问时间和时区信息。
$request：记录用户访问时的url和http协议信息。如："GET /favicon.ico HTTP/1.1"。
$status：记录客户端请求时返回的状态码，如成功的状态码为200，page not found的状态码为404。
$body_bytes_sent：记录服务器响应给客户端的主体大小。
$http_referer：记录此次请求是从哪个链接过来的，需要模块ngx_http_referer_module支持，默认已装，可以防止倒链问题。
$http_user_agent：记录客户端的浏览器信息。如使用什么浏览器发起的请求，是否是压力测试工具在测试等。

例如，以下是默认格式的日志信息。

192.168.100.27 - - [23/Apr/2017:23:08:56 +0800] "GET /index.html HTTP/1.0" 200 17 "-" "ApacheBench/2.3"
192.168.100.27 - - [23/Apr/2017:23:08:56 +0800] "GET /index.html HTTP/1.0" 200 17 "-" "ApacheBench/2.3"
192.168.100.27 - - [23/Apr/2017:23:08:56 +0800] "GET /index.html HTTP/1.0" 200 17 "-" "ApacheBench/2.3"
192.168.100.27 - - [23/Apr/2017:23:08:56 +0800] "GET /index.html HTTP/1.0" 200 17 "-" "ApacheBench/2.3"
192.168.100.1 - - [23/Apr/2017:23:08:56 +0800] "GET /status HTTP/1.1" 200 109 "-" "Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64; Trident/7.0; rv:11.0) like Gecko"
192.168.100.1 - - [23/Apr/2017:23:08:56 +0800] "GET /status HTTP/1.1" 200 109 "-" "Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64; Trident/7.0; rv:11.0) like Gecko"
192.168.100.1 - - [23/Apr/2017:23:08:56 +0800] "GET /status HTTP/1.1" 200 109 "-" "Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64; Trident/7.0; rv:11.0) like Gecko"
192.168.100.27 - - [23/Apr/2017:23:08:57 +0800] "GET /index.html HTTP/1.0" 200 17 "-" "ApacheBench/2.3"
192.168.100.27 - - [23/Apr/2017:23:08:57 +0800] "GET /index.html HTTP/1.0" 200 17 "-" "ApacheBench/2.3"
192.168.100.27 - - [23/Apr/2017:23:08:57 +0800] "GET /index.html HTTP/1.0" 200 17 "-" "ApacheBench/2.3"

6.2 access_log指令

access_log主要用于定义使用什么格式的日志，日志存放路径。语法如下：

access_log path [format [buffer=size] [gzip[=level]] [flush=time] [if=condition]];
access_log off;

path指定路径，path里可以使用变量。format指定日志格式，不写时或者配置文件中未配置access_log指令时，默认为combined。buffer=size指定日志缓冲区大小(默认64K)，flush=time指定日志刷盘的时间，if=condition指定某些条件，gzip=level指定日志刷盘前先压缩的压缩级别(默认gzip=1)。

当指定了buffer或者gzip任意一个时，都会使用buffer先缓冲日志，然后再刷盘。

例如

access_log /spool/logs/nginx-access.log gzip buffer=32k;

6.3 日志文件的分割

默认nginx不会自动分割日志，也不支持在配置文件中使用cronolog以及rotatelogs(apache支持，因为支持管道传递)。要实现nginx的日志分割，需要通过移动旧日志、生成新日志来实现。

mv old_log new_log
# 然后
nginx -s reload
# 或者
nginx -s reopen
# 或者
kill -s USR1 master_pid

pid可以通过pid文件获得。

kill -s USR1 $(cat /var/run/nginx/nginx.pid)

要实现自动分割，需要使用脚本，并设置定时任务。

cat /usr/local/nginx/logs/cut_longhsuai.sh
#!/bin/bash

# cut the access log for www.longshuai.com

basedir=/usr/local/nginx
old_log_path=$basedir/logs/access.log
log_save_path=$basedir/logs
save_log_name=access_$(date -d "yesterday" +"%Y%m%d").log

[ -f "$old_log_path" ] || exit 1
/bin/mv $old_log_path $log_save_path/$save_log_name
$basedir/sbin/nginx -s reopen

再添加定时任务计划。

chmod +x /usr/local/nginx/logs/cut_longshuai.sh

crontab -e
00 00 * * * /bin/sh /usr/local/nginx/logs/cut_longshuai.sh &>/dev/null

7.配置web身份认证

需要输入用户名和密码才能访问站点的功能为web身份认证功能。nginx中由ngx_http_auth_basic_module模块提供该功能。指令包括auth_basic和auth_basic_user_file。这两个指令可以在http根段、server段、location段使用。

auth_basic string | off
auth_basic_user_file path/to/user_passwd_file        # 密码文件使用相对路径时是相对conf目录的

passwd_file的格式为:

user1:passwd1
user2:passwd2

需要注意的是，密码文件不能使用明文密码的方式。该类文件一般使用apache提供的工具htpasswd生成，该工具在httpd-tools包中，具体用法见htpasswd命令。也可以使用openssl passwd生成相关密码然后复制到密码文件中。以下是一个示例：

server {
    listen 80;
    server_name www.longshuai.com  www1.longshuai.com;
    location / {
        root /www/longshuai/;
        index index.html index.htm;
        auth_basic "Auth your name";
        auth_basic_user_file /usr/local/nginx/htpasswd;
    }
}

然后使用htpasswd生成密码文件/usr/local/nginx/conf/htpasswd。

yum -y install httpd-tools
htpasswd -b -c -m /usr/local/nginx/conf/htpasswd Jim 123456
htpasswd -b -m /usr/local/nginx/conf/htpasswd Tom 123456

-b选项是表示batch模式，不用交互输入密码。-c表示创建密码文件，只能为第一个用户使用该选项，否则后面使用会覆盖前面已经创建过的。-m表示强制使用md5。Jim和Tom是需要验证的用户名，123456是密码。查看生成的密码文件。

[root@xuexi nginx]# cat htpasswd
Jim:$apr1$URdS8lcY$GyghBlYInlqfkto0ndnH1.
Tom:$apr1$B/orDxHj$1jIWk1X5XabpH3hcFQzoN1

然后重载配置文件，在浏览器中测试。测试时最好不要用IE。

也可以使用openssl passwd生成，下面的"-apr1"(数值1而非字母L的小写)选项是为apache密码做相关支持的。

openssl passwd -apr1 123456
$apr1$rD/3/kFH$L8KYfzAWFtHO8mOiR9dci1
# 或者加点盐
openssl passwd -apr1 -salt 'xyz' 123456
$apr1$xyz$j0n99G44SENB4NmJiwEfJ0

然后将得到的密码复制到密码文件中对应的用户名后面即可。如将得到的"$apr1$xyz$j0n99G44SENB4NmJiwEfJ0"作为"Admin"用户的验证密码。

Admin: $apr1$xyz$j0n99G44SENB4NmJiwEfJ0

8.配置https

https功能由ngx_http_ssl_module模块提供。https连接的认证过程见SSL握手机制。简单版的过程如下：

1. 客户端say hello，并发送一个随机数给服务端。
2. 服务端say hello，并回复一个随机数给客户端。
3. 服务端发送数字证书给客户端。
4. 客户端使用信任的CA公钥解密数字证书得到服务端的公钥。
5. 客户端使用服务端的公钥加密一个预备主密钥并发送给服务端。
6. 服务端使用自己的私钥解密预备主密钥。
7. 双方都得到了2个随机数加一个预备主密钥。通过这3个随机数形成一个会话主密钥，即session key。至此ssl握手结束，连接的认证过程也完毕。

对于服务端而言，在配置https时，需要提供自己的数字证书用于发送给客户端，还要提供自己的私钥用于解密客户端发送的预备主密钥。当ssl连接建立完成后，后续连接要传输的数据都采用session key进行加密，但注意session key是对称加密，客户端和服务端是一样的。

还需注意，在创建证书请求时，由于需要指定common name，这是需要使用https的站点，因此每个ssl证书只能为一个server_name提供https服务。不过，通过特殊的配置方法，也能让一个ssl证书服务于整个域名或域名内的某些主机。例如，https://www.baidu.com使用的证书就是颁发给"baidu.com"的，而不是该域名下的某一台主机。如何实现这样的功能，可以网上搜索下关键字"ssl SubjectAltName"，若有需要，我会另开一篇文章介绍实现方法。

以下是配置文件中默认的关于SSL相关的指令设置。

#server {
#    listen       443 ssl;
#    server_name  localhost;

#    ssl_certificate      cert.pem;
#    ssl_certificate_key  cert.key;

#    ssl_session_cache    shared:SSL:1m;
#    ssl_session_timeout  5m;

#    ssl_ciphers  HIGH:!aNULL:!MD5;
#    ssl_prefer_server_ciphers  on;

#    location / {
#        root   html;
#        index  index.html index.htm;
#    }
#}

以下是建立https的相关过程:

1. 自建CA。

   cd /etc/pki/CA
   (umask 077;openssl genrsa -out private/cakey.pem 2048)
   openssl req -new -x509 -key private/cakey.pem -out cacert.pem -days 3650
   

2. 建立相关序列和索引文件。

   touch index.txt
   echo "01" > serial
   

3. nginx端生成证书请求。

   (umask 077;openssl genrsa -out /usr/local/nginx/longshuai.key 2048)
   openssl req -new -key /usr/local/nginx/longshuai.key -out /usr/local/nginx/longshuai.csr
   

4. CA为证书请求颁发证书。

   openssl ca -in /usr/local/nginx/longshuai.csr -out longshuai.crt
   

5. 将颁发的证书发送给nginx端。这里由于CA和nginx在同一主机上，所以直接移动即可。

   mv longshuai.crt /usr/local/nginx/
   

   此时，在/usr/local/nginx/目录下就有了nginx自己的私钥文件和证书文件。

   [root@xuexi nginx]# ls longshuai*
   longshuai.crt  longshuai.csr  longshuai.key
   

6. 修改配置文件，配置ssl相关选项。

   server {
   listen       443 ssl;
   server_name  www.longshuai.com;
   
   ssl_certificate      /usr/local/nginx/longshuai.crt;
   ssl_certificate_key  /usr/local/nginx/longshuai.key;
   
   ssl_session_cache    shared:SSL:1m;
   ssl_session_timeout  5m;
   
   ssl_ciphers  HIGH:!aNULL:!MD5;
   ssl_prefer_server_ciphers  on;
   
   location / {
       root   html;
       index  index.html index.htm;
   }
   }
   

7. 重载配置文件。
8. 测试。在浏览器上输入https://www.longshuai.com测试。将会提示证书安全存在问题，说明配置成功。以后只要在客户端安装证书即可正常访问。测试时，建议使用IE浏览器或使用IE内核的浏览器测试，这样比较直观。使用firefox、chrome等浏览器可能会因为是自建的CA而出现一些问题。