Nginx

`Nginx` 作为一个基于 `C` 实现的高性能 `Web` 服务器，具有高并发、高可靠性、高扩展性、开源等特点。
1. Nginx的主要三个应用场景
    请求到达 --> nginx：静态资源服务、API服务、反向代理服务
    1. 静态资源服务：通过本地文件系统提供服务；
    2. 反向代理服务：缓存加速、负载均衡；
    3. API服务：OpenResty
2. OpenResty：一种整合Nginx和lua的框架，由Nginx核心和很多第三方模块组成；
    1. 默认集成了Lua开发环境，使得Nginx可以作为一个WebServer使用；
    2. 借助于Nginx的事件驱动模型和非阻塞IO，可以实现高性能的Web应用程序；
    3. OpenResty提供了大量组件如Mysql、Redis、Memcached等等，使得在Nginx上开发Web应用更方便、简单。
3. lua
    1. Lua 是一个小巧的脚本语言，作者是巴西人，目的是为了嵌入应用程序中，从而为应用程序提供灵活的扩展和定制功能；
    2. Lua脚本可以很容易被C/C++代码调用，也可以反过来调用C/C++的函数，使得Lua在应用程序中可以被广泛应用；
    3. Lua不仅仅作为扩展脚本，也可以作为普通的配置文件，代替XML, ini等文件格式，并且更容易理解和维护；
    4. Lua由标准C编写而成，代码简洁优美，几乎在所有操作系统和平台上都可以编译，运行；
    5. 一个完整的Lua解释器不过200KB，在目前所有脚本引擎中，Lua的速度是最快的，这一切都决定了Lua是作为嵌入式脚本的最佳选择。
4. Nginx的优点
    1. 轻量级，同样起web服务比apache占用更少内存及资源；
    2. Nginx 异步非阻塞的方式处理高并发请求，能保持低资源、低消耗、高性能；
    3. 高度模块化设计，编写模块相对简单，生态圈强大。
    4. 核心有点：高并发、高性能、高可扩展、高可靠性、热部署、BSD许可证。
5. Nginx为什么性能高、占用内存少？
    1. Nginx采用多进程模式，对每个worker进程来说，独立的进程不需要加锁，互不影响；
    2. 一个进程退出后，其他进程继续工作，服务不会中断，master进程则很快启动新的worker进程；
    3. worker进程异常退出肯定是程序有bug导致，但也只会影响当前worker上的请求，不会影响到其他进程的请求，降低风险；
    4. Nginx采用异步非阻塞的方式去处理请求，更加高效。
6. Nginx组成：
    1. 二进制可执行文件：由各模块源码编出的一个文件；
    2. 配置文件：控制Nginx的行为；
    3. 访问日志：记录每一条http请求信息；
    4. 错误日志：定位问题。

Nginx的编译安装(Linux)

1. 下载nginx压缩包：wget http://nginx.org/download/nginx-1.15.9.tar.gz
2. 解压目录结构：
    1. auto目录：辅助编译等功能；
    2. conf目录中是示例配置文件；
    3. configure脚本：生成中间文件，执行编译前的必备动作；
    4. 把contrib/vim下的文件移入~/.vim目录下，让vim识别nginx的配置文件节点；
      cp -r contrib/vim/* ~/.vim  ---> vim conf/nginx.conf 打开配置文件 */
    5. html目录：50x.html和index.html(Nginx欢迎页)，发生500错误会重定向到50x.html
    6. man目录：Linux对nginx的帮助文件；
    7. src目录：nginx的源代码；
    8. 查看configure支持的参数：./configure --help
      --prefix=path：使用默认参数，path表示nginx的安装目录
2. 编译安装
    1. 开始编译准备：./configure --prefix=/home/develop/nginx
    2. 生成 objs 目录，存放生成的中间文件，其中 ngx_modules.c 决定了哪些模块会被编译进nginx
    3. 执行编译：make，编译完成后生成的中间文件和最终要运行的nginx二进制文件存放在 objs 目录中；
    4. 如果是执行nginx版本升级，不能执行 make install 安装，而是把 objs 中的目标文件nginx 拷贝到安装目录中；
    5. C语言编译生成的中间文件存放在 objs/src 中；
    6. 如果使用了动态模块，其编译生成的so文件也会存放在 objs 目录中；
    7. 首次安装时，执行 make install
    8. 安装目录nginx：sbin(二进制文件目录)，conf(配置文件目录)，logs(日志目录)，html(50x.html和index.html)

Nginx部署

1. 通用语法
    1. 配置文件由指令与指令块构成；
    2. 每条指令以 ; 结尾，指令与参数间以空格符分割；
    3. 指令块以 {} 将多条指令组织在一起；
    4. include 语句允许组合多个配置文件，以提升可维护性；
    5. 使用 # 添加注释，提高可阅读性；
    6. 使用 $ 引用变量；
    7. 部分指令的参数支持正则表达式。
2. 配置参数
    1. 时间单位：ms(毫秒)、s(秒)、m(分钟)、h(小时)、d(天)、w(周)、M(月)、y(年)
    2. 空间单位：不加任何单位表示bytes，k/K表示KB，m/M表示MB，g/G表示GB；
3. http配置的指令块：http、server、location、upstream
4. nginx命令行
    1. 启动nginx：进入nginx/sbin目录，执行 ./nginx
    2. 把nginx设置为全局命令：进入sbin目录，cp nginx /usr/sbin/
    访问本机IP地址如http://192.168.181.128/，进入Nginx的欢迎页，则安装成功
    3. nginx -h：帮助
    4. nginx -c 配置文件路径：使用指定的配置文件
    5. nginx -g、-p：指定配置指令、指定运行目录
    6. nginx -t、-T：测试配置文件是否有语法错误；
    7. nginx -v、-V：nginx的版本信息、编译信息等；
    8. 发送信号 -s
        nginx -s stop：立刻停止服务
        nginx -s quit：优雅的停止服务
        nginx -s reload：在nginx不停止的情况下重载配置文件
        nginx -s reopen：重新开始记录日志文件
5. 热部署(热升级)
    1. 备份当前正在运行的旧版本nginx/sbin下的二进制文件nginx：cp nginx nginx.old
    2. 在把新版本的二进制文件nginx拷贝到旧版本nginx/sbin目录下：cp -r objs/nginx /home/dev/nginx/sbin/ -f
    3. 通知nginx的master进程准备进行热部署：kill -USR2 master进程ID
    4. master进程会使用新版二进制文件nginx，启动一个新的master进程，同时把请求都平滑过渡给新的master进程；
    5. 旧的worker进程也不再监听80、443这样的端口了，新的请求都会交给新的worker进程
    6. 通知旧的master进程优雅的关闭其worker进程：kill -WINCH 旧master进程ID
    7. 旧的master进程不会自动退出，以便于做版本回退，让旧master进程拉起其worker进程。
6. 日志切割
    1. 在nginx正常运行的情况下，备份日志
    2. 拷贝一份日志到其他文件，再执行 nginx -s reopen，nginx会重新生成一个日志文件；
    3. 往往会用一个 shell 脚本，每隔一段时间，自动执行一次日志备份和 reopen命令。
7. GoAccess：图形化实时监控Nginx的Log日志的工具，基于websocket

Nginx的架构

Nginx是多进程结构，由一个Master进程、多个子进程构成，子进程又分为Worder进程和Cache进程
    1. 多进程结构保证了高可用性、高可靠性，进程间的独立性不会引发灾难性问题；
    2. 而多线程是共享内存空间的，一旦引发内存错误，会导致多线程所在的进程挂掉；
    3. Worker进程有多个，负责处理请求，Master进程负责监控Worker进程；
    4. Cache进程又分为Cache manager和Cache loader，各有一个进程；
    5. 进程间通信使用共享内存，协同工作.

nginx进程管理：信号

1. Master进程
    1. 监控worker进程：CHLD，当子进程终止时，会向Master进程发送 CHLD 信号；
    如果Worker进程意外终止，Master进程能通过 CHLD 信号重新拉起Worker进程；
    2. 管理worker进程：通常不会直接向worker进程发送信号，而是通过向Master进程发送信号，管理Worker进程；
    3. nginx命令发送的信号：
        TERM、INT(立刻停止Nginx进程)，QUIT(优雅地停止Nginx进程)，
        HUP(重载配置文件)，USR1(重新打开日志文件，做日志文件地切割)
    4. Linux命令kill 发送的信号：USR2，WINCH(nginx还没有对应的nginx命令)
2. Worker进程：TERM、INT，QUIT，USR1，WINCH
    1. nginx命令：
    reload：HUP，reopen：USR1，stop：TERM，quit：QUIT
3. 热升级流程
    1. 将旧nginx二进制文件备份，然后替换成新nginx二进制文件；
    2. 向master进程发送USR2信号；
    3. master进程修改pid文件名，加后缀.oldbin
    4. master进程用新nginx二进制文件启动新master进程；
    5. 向老master进程发送WINCH信号，关闭老worker进程；
    6. 回滚：向老master进程发送HUP，向新master发送QUIT。
4. 优雅的关闭Workder进程
    1. 优雅的关闭主要针对http请求，因为诸如websocket连接，nginx无法判定是否处于通信状态；
    2. Worker进程可以识别当前的进程没有http处理请求，尽可能不让用户接收到连接失败；
    3. 关闭过程：
        1. 设置定时器：worker_shutdown_timeout，加上标志位
        2. 关闭监听句柄：不在接受新的请求连接
        3. 关闭空闲连接
        4. 在循环中等待全部连接关闭：如果定时时间到了，请求还没有处理完成，仍然强制关闭
        5. 退出进程
5. Nginx事件收集、分发器的驱动模型：epoll
6. Nginx中最常用的容器：红黑树