location 是 nginx 配置中出现最频繁的配置项,一个 uri 是如何与多个 location 进行匹配的?

在有多个 location 都匹配的情况下,如何决定使用哪一个 location 作为匹配结果?

清晰内部机制之后,疑问自然迎刃而解。

location 规则类型

根据官方文档,location 配置语法如下

Syntax:   location [ = | ~ | ~* | ^~ ] uri { ... }
location @name { ... }
Default: —
Context: server, location

其语法对应了 location 规则的 5 种类型:

prefix

前缀匹配规则,如果 uri 包含相应的前缀,则匹配成功。

语法上, location 之后单纯跟上 uri,没有任何操作符。

location /api/v1 {
....
}

exact uri

完全匹配规则,如果 uri 和规则完全相同,则匹配成功。

语法上,使用 = 操作符。

location = /api/v1 {
....
}

case-sensitive regex

区分大小写的正则表达式匹配规则,如果 uri 与正则表达式相匹配,则匹配成功。

正则表达式使用 pcre library,语法和 perl 兼容。

语法上,使用 ~ 操作符。

这里有一个细节,uri 作为一个 string,只要 regex 匹配其中的一部分,即可算作匹配。

比如有如下的规则,

location ~ /api/v1 {
....
}

可以匹配 uri

  • /api/v1/login
  • /pod/api/v1

如果想要匹配整个 string,则要使用 ^ $

比如,

location ~ ^/api/v1.*$ {
....
}

可以匹配 uri

  • /api/v1/login

不可以匹配

  • /pod/api/v1

case-insensitive regex

规则同上,区别只在于,正则表达式不区分大小写。

区分大小写的正则表达式匹配规则,如果 uri 与正则表达式相匹配,则匹配成功。

语法上,使用 ~* 操作符。

location ~* /api/v1 {
....
}

disable regex prefix

匹配流程与 prefix 规则相同,有一点区别在于,如果最长匹配是当前规则,则之后不进行 正则表达式 规则的搜索。

这一点可能有些难以理解,后面会详细讲解。

语法上,使用 ^~ 操作符。

location ^~ /api/v1 {
....
}

uri 如何选择 location

前面讲到,location 规则有 5 种类型,那么 uri 如何在多种不同类型的 location 规则之间,

最终选择到唯一的 location 规则呢?

根据官方文档的描述,详细规则如下:

  1. 如果存在 exact uri 规则与 uri 匹配,至步骤 6
  2. 在所有 prefix 规则和 disable regex prefix 规则中进行匹配(与这些规则定义的顺序无关),

    如果没有匹配到规则,至步骤 3;如果存在匹配的规则,选择出最长匹配 uri 的规则:

    • 如果规则是 disable regex prefix 类型,至步骤 6
    • 如果规则是 prefix 类型,记住当前匹配的 prefix 规则,选为待定,至步骤 3
  3. 逐个遍历 case-sensitive regex 规则和 case-insensitive regex 规则(按照这些规则定义的前后顺序):
    • 如果规则匹配,则遍历终止,至步骤 6
    • 如果规则没有匹配,则继续
  4. 如果之前有 prefix 规则条目被选择为待定,至步骤 6
  5. 匹配失败,返回404,结束
  6. 选择当前规则,使用其配置,结束

图解

draw by draw.io, 源文件

FAQ

有人可能会困惑,如果 prefix 与 disable regex prefix 规则相同,比如,

location /static/ {
....
}
location ^~ /static/ {
....
}

最终会匹配哪一条规则?是否应该继续查找 regex 规则?

实际上,这种情况 nginx 会报错,nginx: [emerg] duplicate location "/static/" in /etc/nginx/conf.d/location.conf

所以这种情况是不用考虑的。

示例

示例项目在 nginx example

参考 readme 文件,在本地启动 nginx server。

其中对 nginx 的配置如下,使用 curl 进行检测。

exact uri 规则先于所有规则(与规则定义的顺序无关),所以这里匹配了 = / exact uri 规则而不是 / prefix 规则。

$ curl http://localhost:8080/
uri "/": exact match "location = /"

exact uri 规则先于所有规则(与规则定义的顺序无关),所以这里没有匹配 ^~ /static/ disable regex prefix 和 ~* \.PNG$~ \.png$ regex 规则。

正是因为 exact uri 规则的这种属性,如果有高频率使用的 uri,建议使用 exact uri 匹配,加快匹配速度。

$ curl http://localhost:8080/static/logo.png
uri "/static/logo.png": exact uri match "location = /static/logo.png"

prefix 规则中,匹配 uri 长度最长的规则会选中,所以没有选中 / prefix 规则。同样的,从这一点来看,/api/api/ 是不一样的。

$ curl http://localhost:8080/api
uri "/api": prefix match "location /api"
$ curl http://localhost:8080/api/
uri "/api/": prefix match "location /api/"
$ curl http://localhost:8080/api/v1
uri "/api/v1": prefix match "location /api/"

如果匹配了 ^~ /static/ disable regex prefix 规则,则不再去搜索之后的 regex 规则。

$ curl http://localhost:8080/static/thinkpad.png
uri "/static/thinkpad.png": disable regex prefix match "location ^~ /static/"

在 regex 规则的匹配中,定义的先后顺序是重要的,所以 ~ \.png$ case-sensitive 规则永远不会被匹配。

$ curl http://localhost:8080/files/large.png
uri "/files/large.png": case-insesitive regex match "location ~* \.PNG(dollar)"
$ curl http://localhost:8080/files/large.PNG
uri "/files/large.PNG": case-insesitive regex match "location ~* \.PNG(dollar)"

即使先匹配了 /api/ prefix 规则作为待定,但是也匹配了 regex 规则,优先使用 regex 规则。

$ curl http://localhost:8080/api/v1/file/logo.png
uri "/api/v1/file/logo.png": case-insesitive regex match "location ~* \.PNG(dollar)"

存在 / prefix 规则是有益的,收容所有未明确定位的 uri,再做错误处理。

$ curl http://localhost:8080/no-where
uri "/no-where": prefix match "location /"

写在最后

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