nginx 与 lua 开发笔记
Nginx入门
本文目的是学习Nginx+Lua开发,对于Nginx基本知识可以参考如下文章:
nginx启动、关闭、重启
http://www.cnblogs.com/derekchen/archive/2011/02/17/1957209.html
agentzh 的 Nginx 教程
http://openresty.org/download/agentzh-nginx-tutorials-zhcn.html
Nginx+Lua入门
http://17173ops.com/2013/11/01/17173-ngx-lua-manual.shtml
nginx 配置指令的执行顺序
http://zhongfox.github.io/blog/server/2013/05/15/nginx-exec-order/
nginx与lua的执行顺序和步骤说明
http://www.mrhaoting.com/?p=157
Nginx配置文件nginx.conf中文详解
Tengine的Nginx开发从入门到精通
http://tengine.taobao.org/book/
官方文档
http://wiki.nginx.org/Configuration
Lua入门
本文目的是学习Nginx+Lua开发,对于Lua基本知识可以参考如下文章:
Lua简明教程
http://coolshell.cn/articles/10739.html
lua在线lua学习教程
Lua 5.1 参考手册
http://www.codingnow.com/2000/download/lua_manual.html
Lua5.3 参考手册
http://cloudwu.github.io/lua53doc/
Nginx Lua API
和一般的Web Server类似,我们需要接收请求、处理并输出响应。而对于请求我们需要获取如请求参数、请求头、Body体等信息;而对于处理就是调用相应的Lua代码即可;输出响应需要进行响应状态码、响应头和响应内容体的输出。因此我们从如上几个点出发即可。
接收请求
1、example.conf配置文件
- location ~ /lua_request/(\d+)/(\d+) {
- #设置nginx变量
- set $a $1;
- set $b $host;
- default_type "text/html";
- #nginx内容处理
- content_by_lua_file /usr/example/lua/test_request.lua;
- #内容体处理完成后调用
- echo_after_body "ngx.var.b $b";
- }
2、test_request.lua
- --nginx变量
- local var = ngx.var
- ngx.say("ngx.var.a : ", var.a, "<br/>")
- ngx.say("ngx.var.b : ", var.b, "<br/>")
- ngx.say("ngx.var[2] : ", var[2], "<br/>")
- ngx.var.b = 2;
- ngx.say("<br/>")
- --请求头
- local headers = ngx.req.get_headers()
- ngx.say("headers begin", "<br/>")
- ngx.say("Host : ", headers["Host"], "<br/>")
- ngx.say("user-agent : ", headers["user-agent"], "<br/>")
- ngx.say("user-agent : ", headers.user_agent, "<br/>")
- for k,v in pairs(headers) do
- if type(v) == "table" then
- ngx.say(k, " : ", table.concat(v, ","), "<br/>")
- else
- ngx.say(k, " : ", v, "<br/>")
- end
- end
- ngx.say("headers end", "<br/>")
- ngx.say("<br/>")
- --get请求uri参数
- ngx.say("uri args begin", "<br/>")
- local uri_args = ngx.req.get_uri_args()
- for k, v in pairs(uri_args) do
- if type(v) == "table" then
- ngx.say(k, " : ", table.concat(v, ", "), "<br/>")
- else
- ngx.say(k, ": ", v, "<br/>")
- end
- end
- ngx.say("uri args end", "<br/>")
- ngx.say("<br/>")
- --post请求参数
- ngx.req.read_body()
- ngx.say("post args begin", "<br/>")
- local post_args = ngx.req.get_post_args()
- for k, v in pairs(post_args) do
- if type(v) == "table" then
- ngx.say(k, " : ", table.concat(v, ", "), "<br/>")
- else
- ngx.say(k, ": ", v, "<br/>")
- end
- end
- ngx.say("post args end", "<br/>")
- ngx.say("<br/>")
- --请求的http协议版本
- ngx.say("ngx.req.http_version : ", ngx.req.http_version(), "<br/>")
- --请求方法
- ngx.say("ngx.req.get_method : ", ngx.req.get_method(), "<br/>")
- --原始的请求头内容
- ngx.say("ngx.req.raw_header : ", ngx.req.raw_header(), "<br/>")
- --请求的body内容体
- ngx.say("ngx.req.get_body_data() : ", ngx.req.get_body_data(), "<br/>")
- ngx.say("<br/>")
ngx.var : nginx变量,如果要赋值如ngx.var.b = 2,此变量必须提前声明;另外对于nginx location中使用正则捕获的捕获组可以使用ngx.var[捕获组数字]获取;
ngx.req.get_headers:获取请求头,默认只获取前100,如果想要获取所以可以调用ngx.req.get_headers(0);获取带中划线的请求头时请使用如headers.user_agent这种方式;如果一个请求头有多个值,则返回的是table;
ngx.req.get_uri_args:获取url请求参数,其用法和get_headers类似;
ngx.req.get_post_args:获取post请求内容体,其用法和get_headers类似,但是必须提前调用ngx.req.read_body()来读取body体(也可以选择在nginx配置文件使用lua_need_request_body on;开启读取body体,但是官方不推荐);
ngx.req.raw_header:未解析的请求头字符串;
ngx.req.get_body_data:为解析的请求body体内容字符串。
如上方法处理一般的请求基本够用了。另外在读取post内容体时根据实际情况设置client_body_buffer_size和client_max_body_size来保证内容在内存而不是在文件中。
使用如下脚本测试
- wget --post-data 'a=1&b=2' 'http://127.0.0.1/lua_request/1/2?a=3&b=4' -O -
输出响应
1.1、example.conf配置文件
- location /lua_response_1 {
- default_type "text/html";
- content_by_lua_file /usr/example/lua/test_response_1.lua;
- }
1.2、test_response_1.lua
- --写响应头
- ngx.header.a = "1"
- --多个响应头可以使用table
- ngx.header.b = {"2", "3"}
- --输出响应
- ngx.say("a", "b", "<br/>")
- ngx.print("c", "d", "<br/>")
- --200状态码退出
- return ngx.exit(200)
ngx.header:输出响应头;
ngx.print:输出响应内容体;
ngx.say:通ngx.print,但是会最后输出一个换行符;
ngx.exit:指定状态码退出。
2.1、example.conf配置文件
- location /lua_response_2 {
- default_type "text/html";
- content_by_lua_file /usr/example/lua/test_response_2.lua;
- }
2.2、test_response_2.lua
- ngx.redirect("http://jd.com", 302)
ngx.redirect:重定向;
ngx.status=状态码,设置响应的状态码;ngx.resp.get_headers()获取设置的响应状态码;ngx.send_headers()发送响应状态码,当调用ngx.say/ngx.print时自动发送响应状态码;可以通过ngx.headers_sent=true判断是否发送了响应状态码。
其他API
1、example.conf配置文件
- location /lua_other {
- default_type "text/html";
- content_by_lua_file /usr/example/lua/test_other.lua;
- }
2、test_other.lua
- --未经解码的请求uri
- local request_uri = ngx.var.request_uri;
- ngx.say("request_uri : ", request_uri, "<br/>");
- --解码
- ngx.say("decode request_uri : ", ngx.unescape_uri(request_uri), "<br/>");
- --MD5
- ngx.say("ngx.md5 : ", ngx.md5("123"), "<br/>")
- --http time
- ngx.say("ngx.http_time : ", ngx.http_time(ngx.time()), "<br/>")
ngx.escape_uri/ngx.unescape_uri : uri编码解码;
ngx.encode_args/ngx.decode_args:参数编码解码;
ngx.encode_base64/ngx.decode_base64:BASE64编码解码;
ngx.re.match:nginx正则表达式匹配;
更多Nginx Lua API请参考 http://wiki.nginx.org/HttpLuaModule#Nginx_API_for_Lua。
Nginx全局内存
使用过如Java的朋友可能知道如Ehcache等这种进程内本地缓存,Nginx是一个Master进程多个Worker进程的工作方式,因此我们可能需要在多个Worker进程中共享数据,那么此时就可以使用ngx.shared.DICT来实现全局内存共享。
1、首先在nginx.conf的http部分分配内存大小
- #共享全局变量,在所有worker间共享
- lua_shared_dict shared_data 1m;
2、example.conf配置文件
- location /lua_shared_dict {
- default_type "text/html";
- content_by_lua_file /usr/example/lua/test_lua_shared_dict.lua;
- }
3、 test_lua_shared_dict.lua
- --1、获取全局共享内存变量
- local shared_data = ngx.shared.shared_data
- --2、获取字典值
- local i = shared_data:get("i")
- if not i then
- i = 1
- --3、惰性赋值
- shared_data:set("i", i)
- ngx.say("lazy set i ", i, "<br/>")
- end
- --递增
- i = shared_data:incr("i", 1)
- ngx.say("i=", i, "<br/>")
更多API请参考http://wiki.nginx.org/HttpLuaModule#ngx.shared.DICT。
到此基本的Nginx Lua API就学完了,对于请求处理和输出响应如上介绍的API完全够用了,更多API请参考官方文档。
Nginx Lua模块指令
Nginx共11个处理阶段,而相应的处理阶段是可以做插入式处理,即可插拔式架构;另外指令可以在http、server、server if、location、location if几个范围进行配置:
指令 |
所处处理阶段 |
使用范围 |
解释 |
init_by_lua init_by_lua_file |
loading-config |
http |
nginx Master进程加载配置时执行; 通常用于初始化全局配置/预加载Lua模块 |
init_worker_by_lua init_worker_by_lua_file |
starting-worker |
http |
每个Nginx Worker进程启动时调用的计时器,如果Master进程不允许则只会在init_by_lua之后调用; 通常用于定时拉取配置/数据,或者后端服务的健康检查 |
set_by_lua set_by_lua_file |
rewrite |
server,server if,location,location if |
设置nginx变量,可以实现复杂的赋值逻辑;此处是阻塞的,Lua代码要做到非常快; |
rewrite_by_lua rewrite_by_lua_file |
rewrite tail |
http,server,location,location if |
rrewrite阶段处理,可以实现复杂的转发/重定向逻辑; |
access_by_lua access_by_lua_file |
access tail |
http,server,location,location if |
请求访问阶段处理,用于访问控制 |
content_by_lua content_by_lua_file |
content |
location,location if |
内容处理器,接收请求处理并输出响应 |
header_filter_by_lua header_filter_by_lua_file |
output-header-filter |
http,server,location,location if |
设置header和cookie |
body_filter_by_lua body_filter_by_lua_file |
output-body-filter |
http,server,location,location if |
对响应数据进行过滤,比如截断、替换。 |
log_by_lua log_by_lua_file |
log |
http,server,location,location if |
log阶段处理,比如记录访问量/统计平均响应时间 |
更详细的解释请参考http://wiki.nginx.org/HttpLuaModule#Directives。如上指令很多并不常用,因此我们只拿其中的一部分做演示。
init_by_lua
每次Nginx重新加载配置时执行,可以用它来完成一些耗时模块的加载,或者初始化一些全局配置;在Master进程创建Worker进程时,此指令中加载的全局变量会进行Copy-OnWrite,即会复制到所有全局变量到Worker进程。
1、nginx.conf配置文件中的http部分添加如下代码
- #共享全局变量,在所有worker间共享
- lua_shared_dict shared_data 1m;
- init_by_lua_file /usr/example/lua/init.lua;
2、init.lua
- --初始化耗时的模块
- local redis = require 'resty.redis'
- local cjson = require 'cjson'
- --全局变量,不推荐
- count = 1
- --共享全局内存
- local shared_data = ngx.shared.shared_data
- shared_data:set("count", 1)
3、test.lua
- count = count + 1
- ngx.say("global variable : ", count)
- local shared_data = ngx.shared.shared_data
- ngx.say(", shared memory : ", shared_data:get("count"))
- shared_data:incr("count", 1)
- ngx.say("hello world")
4、访问如http://192.168.1.2/lua 会发现全局变量一直不变,而共享内存一直递增
global variable : 2 , shared memory : 8 hello world
另外注意一定在生产环境开启lua_code_cache,否则每个请求都会创建Lua VM实例。
init_worker_by_lua
用于启动一些定时任务,比如心跳检查,定时拉取服务器配置等等;此处的任务是跟Worker进程数量有关系的,比如有2个Worker进程那么就会启动两个完全一样的定时任务。
1、nginx.conf配置文件中的http部分添加如下代码
- init_worker_by_lua_file /usr/example/lua/init_worker.lua;
2、init_worker.lua
- local count = 0
- local delayInSeconds = 3
- local heartbeatCheck = nil
- heartbeatCheck = function(args)
- count = count + 1
- ngx.log(ngx.ERR, "do check ", count)
- local ok, err = ngx.timer.at(delayInSeconds, heartbeatCheck)
- if not ok then
- ngx.log(ngx.ERR, "failed to startup heartbeart worker...", err)
- end
- end
- heartbeatCheck()
ngx.timer.at:延时调用相应的回调方法;ngx.timer.at(秒单位延时,回调函数,回调函数的参数列表);可以将延时设置为0即得到一个立即执行的任务,任务不会在当前请求中执行不会阻塞当前请求,而是在一个轻量级线程中执行。
另外根据实际情况设置如下指令
lua_max_pending_timers 1024; #最大等待任务数
lua_max_running_timers 256; #最大同时运行任务数
set_by_lua
设置nginx变量,我们用的set指令即使配合if指令也很难实现负责的赋值逻辑;
1.1、example.conf配置文件
- location /lua_set_1 {
- default_type "text/html";
- set_by_lua_file $num /usr/example/lua/test_set_1.lua;
- echo $num;
- }
set_by_lua_file:语法set_by_lua_file $var lua_file arg1 arg2...; 在lua代码中可以实现所有复杂的逻辑,但是要执行速度很快,不要阻塞;
1.2、test_set_1.lua
- local uri_args = ngx.req.get_uri_args()
- local i = uri_args["i"] or 0
- local j = uri_args["j"] or 0
- return i + j
得到请求参数进行相加然后返回。
访问如http://192.168.1.2/lua_set_1?i=1&j=10进行测试。 如果我们用纯set指令是无法实现的。
再举个实际例子,我们实际工作时经常涉及到网站改版,有时候需要新老并存,或者切一部分流量到新版
2.1、首先在example.conf中使用map指令来映射host到指定nginx变量,方便我们测试
- ############ 测试时使用的动态请求
- map $host $item_dynamic {
- default "0";
- item2014.jd.com "1";
- }
如绑定hosts
192.168.1.2 item.jd.com;
192.168.1.2 item2014.jd.com;
此时我们想访问item2014.jd.com时访问新版,那么我们可以简单的使用如
- if ($item_dynamic = "1") {
- proxy_pass http://new;
- }
- proxy_pass http://old;
但是我们想把商品编号为为8位(比如品类为图书的)没有改版完成,需要按照相应规则跳转到老版,但是其他的到新版;虽然使用if指令能实现,但是比较麻烦,基本需要这样
- set jump "0";
- if($item_dynamic = "1") {
- set $jump "1";
- }
- if(uri ~ "^/6[0-9]{7}.html") {
- set $jump "${jump}2";
- }
- #非强制访问新版,且访问指定范围的商品
- if (jump == "02") {
- proxy_pass http://old;
- }
- proxy_pass http://new;
以上规则还是比较简单的,如果涉及到更复杂的多重if/else或嵌套if/else实现起来就更痛苦了,可能需要到后端去做了;此时我们就可以借助lua了:
- set_by_lua $to_book '
- local ngx_match = ngx.re.match
- local var = ngx.var
- local skuId = var.skuId
- local r = var.item_dynamic ~= "1" and ngx.re.match(skuId, "^[0-9]{8}$")
- if r then return "1" else return "0" end;
- ';
- set_by_lua $to_mvd '
- local ngx_match = ngx.re.match
- local var = ngx.var
- local skuId = var.skuId
- local r = var.item_dynamic ~= "1" and ngx.re.match(skuId, "^[0-9]{9}$")
- if r then return "1" else return "0" end;
- ';
- #自营图书
- if ($to_book) {
- proxy_pass http://127.0.0.1/old_book/$skuId.html;
- }
- #自营音像
- if ($to_mvd) {
- proxy_pass http://127.0.0.1/old_mvd/$skuId.html;
- }
- #默认
- proxy_pass http://127.0.0.1/proxy/$skuId.html;
rewrite_by_lua
执行内部URL重写或者外部重定向,典型的如伪静态化的URL重写。其默认执行在rewrite处理阶段的最后。
1.1、example.conf配置文件
- location /lua_rewrite_1 {
- default_type "text/html";
- rewrite_by_lua_file /usr/example/lua/test_rewrite_1.lua;
- echo "no rewrite";
- }
1.2、test_rewrite_1.lua
- if ngx.req.get_uri_args()["jump"] == "1" then
- return ngx.redirect("http://www.jd.com?jump=1", 302)
- end
当我们请求http://192.168.1.2/lua_rewrite_1时发现没有跳转,而请求http://192.168.1.2/lua_rewrite_1?jump=1时发现跳转到京东首页了。 此处需要301/302跳转根据自己需求定义。
2.1、example.conf配置文件
- location /lua_rewrite_2 {
- default_type "text/html";
- rewrite_by_lua_file /usr/example/lua/test_rewrite_2.lua;
- echo "rewrite2 uri : $uri, a : $arg_a";
- }
2.2、test_rewrite_2.lua
- if ngx.req.get_uri_args()["jump"] == "1" then
- ngx.req.set_uri("/lua_rewrite_3", false);
- ngx.req.set_uri("/lua_rewrite_4", false);
- ngx.req.set_uri_args({a = 1, b = 2});
- end
ngx.req.set_uri(uri, false):可以内部重写uri(可以带参数),等价于 rewrite ^ /lua_rewrite_3;通过配合if/else可以实现 rewrite ^ /lua_rewrite_3 break;这种功能;此处两者都是location内部url重写,不会重新发起新的location匹配;
ngx.req.set_uri_args:重写请求参数,可以是字符串(a=1&b=2)也可以是table;
访问如http://192.168.1.2/lua_rewrite_2?jump=0时得到响应
rewrite2 uri : /lua_rewrite_2, a :
访问如http://192.168.1.2/lua_rewrite_2?jump=1时得到响应
rewrite2 uri : /lua_rewrite_4, a : 1
3.1、example.conf配置文件
- location /lua_rewrite_3 {
- default_type "text/html";
- rewrite_by_lua_file /usr/example/lua/test_rewrite_3.lua;
- echo "rewrite3 uri : $uri";
- }
3.2、test_rewrite_3.lua
- if ngx.req.get_uri_args()["jump"] == "1" then
- ngx.req.set_uri("/lua_rewrite_4", true);
- ngx.log(ngx.ERR, "=========")
- ngx.req.set_uri_args({a = 1, b = 2});
- end
ngx.req.set_uri(uri, true):可以内部重写uri,即会发起新的匹配location请求,等价于 rewrite ^ /lua_rewrite_4 last;此处看error log是看不到我们记录的log。
所以请求如http://192.168.1.2/lua_rewrite_3?jump=1会到新的location中得到响应,此处没有/lua_rewrite_4,所以匹配到/lua请求,得到类似如下的响应
global variable : 2 , shared memory : 1 hello world
即
rewrite ^ /lua_rewrite_3; 等价于 ngx.req.set_uri("/lua_rewrite_3", false);
rewrite ^ /lua_rewrite_3 break; 等价于 ngx.req.set_uri("/lua_rewrite_3", false); 加 if/else判断/break/return
rewrite ^ /lua_rewrite_4 last; 等价于 ngx.req.set_uri("/lua_rewrite_4", true);
注意,在使用rewrite_by_lua时,开启rewrite_log on;后也看不到相应的rewrite log。
access_by_lua
用于访问控制,比如我们只允许内网ip访问,可以使用如下形式
- allow 127.0.0.1;
- allow 10.0.0.0/8;
- allow 192.168.0.0/16;
- allow 172.16.0.0/12;
- deny all;
1.1、example.conf配置文件
- location /lua_access {
- default_type "text/html";
- access_by_lua_file /usr/example/lua/test_access.lua;
- echo "access";
- }
1.2、test_access.lua
- if ngx.req.get_uri_args()["token"] ~= "123" then
- return ngx.exit(403)
- end
即如果访问如http://192.168.1.2/lua_access?token=234将得到403 Forbidden的响应。这样我们可以根据如cookie/用户token来决定是否有访问权限。
content_by_lua
此指令之前已经用过了,此处就不讲解了。
另外在使用PCRE进行正则匹配时需要注意正则的写法,具体规则请参考http://wiki.nginx.org/HttpLuaModule中的Special PCRE Sequences部分。还有其他的注意事项也请阅读官方文档。
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