一、Java性能优化--Nginx篇(一)

Nginx 的介绍及使用 Nginx 做服务的水平扩展

一、Nginx 是什么?

Nginx (engine x) 是一个高性能的HTTP和反向代理web服务器，同时也提供了IMAP/POP3/SMTP服务。Nginx是由伊戈尔·赛索耶夫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、简单的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，在BSD-like 协议下发行。其特点是占有内存少，并发能力强，事实上nginx的并发能力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。
Nginx 是高性能的 HTTP 和反向代理的web服务器，处理高并发能力是十分强大的，能经受高负载的考验；
Nginx支持热部署，启动简单，可以做到7*24不间断运行，几个月都不需要重新启动。

二、Nginx 能干什么？

作为一个互联网开发程序员，我们日常开发中主要将 Nginx 作为以下三块来使用：

1. 使用 Nginx 作为静态 Web 服务器

Nginx 设计之初就是让其可以作为一个Web静态资源服务器，来做静态资源的访问；因此在Nginx服务器部署完成之后，可以直接在其根路径 html 下放入 HTML、CSS、JavaScript等静态资源文件，直接以静态Web服务器的方式暴露出去，给用户提供静态页面的访问。

2. 使用 Nginx 作为动静分离服务器

静态资源访问：在部署完 Nginx 服务和对应的静态资源后，可以将静态请求依旧路由在本地的html目录文件中，直接以静态资源的方式返回给前端；
动态资源访问：Nginx可以依托于反向代理的方式，将动态请求反向代理请求到后台服务器，来完成动态资源的获取，并且可以通过 Ajax 请求方式，返回一些固定的JSON 参数，给来完成动静分离的服务器使用。

3. 使用 Nginx 作为反向代理服务器

在应用开发中 Nginx 使用反向代理来将前端获取动态资源的请求转发到后端服务器

三、Nginx 的实际应用

1. 应用场景介绍

前面说过Nginx 是什么，能干什么，现在让我们实际看看 Nginx 的使用，如下图：

在上图中，可以看到 Nginx 作为了一台 Web 服务器，从客户端（Android、IOS、H5）发送 Ajax 请求来获取服务器资源，此时请求链路主要分为以下两种：

请求静态资源：客户端发起 Ajax 请求，在 Nginx 配置文件中可以配置，请求路径为 /resources 的请求默认是请求静态资源，Nginx 直接访问 html 目录下，存放本地磁盘/NAS 磁盘中 HTML 资源返回给客户端；
请求动态资源：除了/resources 路径的 Ajax 请求，默认都是动态请求，Nginx 直接通过反向代理，将请求路由到后台服务器中。

上述两个请求链路就是 Nginx 反向代理以及动静分离的全过程，下面让我们来看下 Nginx 的具体配置，在这里可以直接安装 Nginx ，也可以选择安装 OpenResty，由于后期还有其他关于 Nginx 优化（有兴趣可以后续关注下），这里选择安装 OpenResty，话不多说，直接干！

2. Nginx服务部署

（1）通过在CentOS 系统中添加 openresty 仓库，便于未来安装或更新我们的软件包（通过 yum update 命令）

复制代码

sudo yum install yum-utils

arduino 复制代码

sudo yum-config-manager --add-repo https://openresty.org/package/centos/openresty.repo

（2）安装openresty，后续选项一路 y，不要怂

复制代码

sudo yum install openresty

（3）安装命令行工具 resty

复制代码

sudo yum install openresty-resty

ini 复制代码

sudo yum --disablerepo="*" --enablerepo="openresty" list available

至此安装成功，默认安装在 /usr/local/openresty

在 nginx 目录里我们可以看到有 conf 和 html 两个目录，这是我们此次的重点，conf 里面存放了 nginx.conf 里面可以配置 Nginx 动静分离以及反向代理的配置，html 用来存放前端 HTML 等静态资源文件。

3. Nginx 动静分离及反向代理配置

在上面步骤中我们部署了 Nginx，当我们进入到conf目录中可以看到 nginx.conf 配置文件，下面我们对nginx.conf 进行修改；

nginx.conf 复制代码

worker_processes  1;

events {
    worker_connections  1024;
}

http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;

    sendfile        on;

    keepalive_timeout  65;
    
    # 配置nginx反向代理真实服务器地址
    upstream backend_server{
        server xxx.xxx.xxx.xxx:8090 weight=1;
    }

    server {
        listen       80;
        server_name  localhost;

        # 配置请求/resources路径的请求都访问静态资源
        location /resources/ {
            alias  /usr/local/openresty/nginx/html/resources/;
            index  index.html index.htm;
        }

        # 其他请求正常反向代理，不使用缓存
        location / {
            proxy_pass http://backend_server;
            proxy_set_header Host $host;
            proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
            proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
        }

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

Nginx 配置文件中重要参数解析

worker_processes 1：定义 Nginx 运行的工作进程数，Nginx 启动时只会有1个master进程，master下面可以建立多个 worker 工作进程，worker 是实际处理客户端请求的地方，该参数设置通常建议根据 CPU 核心数设置，比如设置为核心数或核心数的两倍以充分利用硬件资源，这里设置为默认值 1；
worker_connections 1024：表示每个工作进程最大支持的并发连接数为 1024。总并发连接数 = worker_processes × worker_connections，后续 Nginx 调优，可以根据具体情况调整这个值。
keepalive_timeout 65：设置客户端的 keep-alive 连接超时时间为 65 秒。开启 keep-alive 可以减少 TCP 连接的建立和关闭开销；
listen 80：Nginx 默认的端口是80；
server_name localhost：指定虚拟主机的域名，这里是 localhost。可以通过域名匹配请求。

静态资源路由配置

在 /usr/local/openresty/nginx/html 路径下新建 resources 目录并将html 目录下的文件全部迁移到 /resources 下，然后将应用需要的前端页面资源比如 HTML、CSS、JavaScript等全部放入该目录下，如图：

添加配置，让请求路径为 [http://localhost(server_name](https://link.juejin.cn?target=http%3A%2F%2Flocalhost(server_name "http://localhost(server_name") 中指定的路径)/resources 路径的请求都直接访问静态资源

效果如下：

反向代理配置

配置完，静态资源代理后，我们接着配置 Nginx 的反向代理

首先，在配置文件中，使用 upstream + 服务别名指定反向代理的真实服务器地址，添加以下配置

反向代理，需要代理的服务器配置复制代码

upstream backend_server{
    server xxx.xxx.xxx.xxx:8090 weight=1;
    server xxx.xxx.xxx.xxx:8090 weight=1;
}

在这个配置中，我主要有两台服务器集群，需要被 Nginx 代理，其中8090是后台服务的端口号，weight = 1，是Nginx 负载均衡策略，都相等则代表，为轮询，如下图

开启 Nginx 反向代理配置

参数说明：

proxy\_pass http\://backend\_server ：将请求反向代理到名为 backend_server 的上游服务器组（通常在 upstream 块中定义）；
proxy\_set\_header Host \$host：将客户端请求中的 Host 头（例如 example.com）传递给后端服务器，确保后端能正确识别请求的域名；
proxy\_set\_header X-Real-IP $remote_addr：将客户端的真实 IP 地址（$remote_addr）添加到 X-Real-IP 请求头中，传递给后端服务器，便于后端记录客户端的真实来源；
proxy\_set\_header X-Forwarded-For \$proxy\_add\_x\_forwarded\_for：当请求经过 Nginx 反向代理时，后端服务器默认只能看到 Nginx 的 IP 地址。通过设置 X-Forwarded-For 请求头，Nginx 会将客户端的原始 IP 地址附加到该头字段中，使得后端服务能够获取客户端的真实 IP。

至此，我们的反向代理就已经配置好了，下面让我们使用命令启动 Nginx 服务

启动Nginx 复制代码

sbin/nginx -c conf/nginx.conf

如果在Nginx运行期间，Nginx配置还有改动可以通过以下命令，刷新配置

刷新Nginx配置复制代码

sbin/nginx -s reload

至此，我们可以看下使用 Nginx 所在服务器的域名或 ip + 80 + URI 路径，可以看到能正常调用后台接口，如图：

结尾寄语：本篇文章中，介绍了 Nginx 的基础信息，以及怎么使用 Nginx 实现动静分离、反向代理以及服务的水平扩展等，个人水平有限，如有不足之处，诚心接受各位大神指正与批评，谢谢🌹🌹🌹！