Nginx概念

Posted 2020-10-26 莫孟林

 

 

 

 

 

 

 

这篇文章只是单纯的介绍nginx以及一些相关概念，有的概念在实际应用中不会用到，不理解也没有关系，这不影响我们学习nginx。

 

 

Nginx是什么

如果你知道http协议和httpd是什么，那你就会容易理解nginx是什么了，所以，如果你对httpd还不了解，强烈建议从httpd开始学习，有了httpd的相关基础知识以后，再来了解nginx，就会事办功倍了。

 

说白了Nginx就是一个HTTP服务器，也可以当做反向代理服务器，可以反代httpd，反代邮件服务器，通过fcgi协议反代动态内容等。

 

百度百科解释如下：

Nginx（“engine x”）是一个高性能的HTTP和反向代理服务器，也是一个IMAP/POP3/SMIP服务器。Nginx是由Lgor Sysoev为俄罗斯访问量第二的Rambler.ru站点开发的，第一个公开版本0.1.0发布于2004年10月4日。其将源代码以类BSD许可证的形式发布，因它的稳定性，丰富的功能集，示例配置文件和低系统资源的消耗而闻名。2011年6月1日，nginx 1.0.4发布。

 

Nginx是一款轻量级的web 服务器/反向代理服务器及电子邮件（IMAP/pop3）代理服务器，并在一个BSD-like 协议下发行。由俄罗斯的程序员设计师lgor Sysoev所开发，供俄国大型的入口网站及搜索引擎Rambler使用。其特点是占有内存少，并发能力强，事实上nginx的并发能力确实在同类型的网页服务器中表现较好，中国大陆使用nginx网站用户有：百度，京东，新浪，网易，腾讯，淘宝等。

 

我们可以登录nginx的官网，查看相关信息，官网地址：nginx.org登录后点击下图中的连接即查看官网wiki。

查看官网的wiki，官网自己对NGINX的解释如下：

 

可以看到，nginx官网自我标榜的配置简单，资源消耗低，而且说明了自己能够解决c10k问题，它使用了事件驱动异步架构模型，所以，消耗小，性能高。

 

此处我们提到了一个概念：c10k，那么什么是c10k呢。

所谓c10k问题，指的是服务器同时支持成千上万个客户端的问题，也就是concurrent 10000 connection(这也是c10k这个名字的由来）。由于硬件成本的大幅度降低和硬件技术的进步，如果一台服务器同时能够服务更多的客户端，那么也就意味着服务每一个客户端的成本大幅度降低，从这个角度来看，c10k问题显得非常有意义。说白了，c10k问题就是并发的问题。

提到c10k问题，就要提到对应的各种IO模型，了解这些IO模型后，会明白c10k问题是怎么得到解决的，但是IO模型这种理论的东西，我们能够使用到的很少，因为理论比较绕，反而会打击我们学习nginx的信心，所以，我们不准备在这里研究他们，我们只要知道 一些相关概念名词即可。

那么下面，我们只是列出一些相关概念，如果现在不能理解这些概念，对学习使用nginx也没有太大的影响，当然我们还是建议先搞定httpd以后，再来研究nginx，在实际使用nginx以后，再回过头来理解这些概念，也是可以的。

首先，我们要明确以下概念

1，所有数据只有在内存中才能使用。

2，内核使用的内存空间与用户进程使用的内存空间是分开的，内核所使用的内存是出于保护模式的，决不允许用户空间的进程直接随意的访问，我们可以称内核使用内存空间为内核空间，而每个用户空间进程又有自己的线性地址空间，也就是说，多个用户进程之间是隔离对的，它们意识不到其他进程的存在，用户进程以为只有它自己本身和内核。

当用户空间的进程需要操作数据时，通过系统调用向内核发起请求，内核需要将数据从硬盘中取得后加载到内核自己的内存空间中，然后将数据从内核内存中拷贝到用户进程对应内存空间中，用户进程才能使用对应的数据，这段话描述的就是一次IO请求的大概过程。

 

 

一次IO请求，都会由两阶段组成：

第一步：等待数据，即数据从磁盘到内核内存；

第二步：复制数据，即数据从内核内存到进程内存；

除了上述的大概过程，我们还要了解一些术语，这样方便我们更加详细的理解IO。

阻塞/非阻塞的概念：

阻塞和非阻塞的概念主要反映了调用者（用户进程）在等待结果返回之前所有的状态；

阻塞：blocking，调用结果返回之前，调用者被挂起；

非阻塞：nonblocking，调用结果返回之前，调用者不会挂起；

同步/异步的概念：

同步和异步的概念主要反映了被调用者消息通知机制：

消息通知：

同步：调用者等待被调用者返回消息；

异步：被调用者通过状态通知或回调机制通知调用者，告诉调用者，被调用者的运行状态；

但是上述的“阻塞/非阻塞”和“同步/非同步”的概念往往不会分开说，经常会将他们组合到一起，比如，同步阻塞 或 同步非阻塞。

我们说回到Nginx，官网已经说明Nginx使用的是“事件驱动异步架构的IO模型”，所以，当我们在linux中使用Nginx时，我们要提到事件驱动模型在linux中的实现;epool

linux中，对event-driven（事件驱动模型）的实现称为epoll，所以，如果想让Nginx在Linux中能够愉快地运行，则需要确保linux中存在epoll的系统调用，而这个系统调用存在于libevent包中。

linux中，对event-driven（事件驱动模型）的实现称为epoll，所以，如果想让Nginx在Linux中能够愉快地运行，则需要确保linux中存在epoll的系统调用，而这个系统调用存在于libevent包中。

所以，对应Nginx的关键词为：事件驱动，异步，非阻塞。

 

Nginx的架构，特性，功能

从下图，可以看出Nginx的架构，功能，特性，当然，看不懂的没关系，下图的大概意思就是nginx能当做web服务器，能做反代，了解即可。

Nginx的程序架构：

master/worker，类似于httpd的eventMPM

一个master进程：

负载加载配置文件，管理worker进程，平滑升级

一个或多个worker进程

处理并响应用户请求

缓存相关的进程：

cache loader：载入缓存对象

cache manager: 管理缓存对象

 

Nginx的特性：异步，事件驱动，非阻塞

并发请求处理：通过kevent/epoll/select

文件IO:高级IO sendfile, 异步，mmap

nginx高级模块：高级模块化，但其模块早期不支持DSO机制；近期版本支持动态装载和卸载；

早期不支持动态装载卸载模块。近期开始支持DSO(动态装卸载）机制了。使用load_module来加载。

模块分类：

核心模块：core module

标准模块：

Standard HTTP modules

Optional HTTP modules

Mail modules

Stream modules

第三方模块：

3rd party modules

 

Nginx的功用：

静态的web资源服务器：

结合FastCGI/uwSGI/SCGI等协议反向代理动态资源请求；

http/https协议的反向代理；

imap4/pop3协议的反向代理；

tcp/udp协议的反向代理；

 

以上就是nginx的相关概念的总结。