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Nginx 基础与核心概念

cheniy2025/9/17大约 4 分钟Web服务器反向代理NginxWeb服务器高性能

Nginx 基础与核心概念

前置知识

在开始本教程之前，建议您具备以下基础知识：

  • Linux基础命令
  • 网络基础知识（HTTP/HTTPS协议）
  • Web服务器基本概念

什么是Nginx？

Nginx (发音为"engine x") 是一个高性能的HTTP和反向代理服务器，也是一个IMAP/POP3/SMTP代理服务器。Nginx由Igor Sysoev为俄罗斯访问量第二的Rambler.ru站点开发，第一个公开版本发布于2004年10月4日。

Nginx的主要特点

  • 高性能：采用事件驱动架构，能够处理大量并发连接
  • 低内存消耗：相比传统服务器（如Apache）更节省资源
  • 高并发：单机可支持数万并发连接
  • 模块化设计：丰富的模块生态系统
  • 反向代理与负载均衡：强大的代理服务器功能
  • 热部署：支持不停止服务更新配置和二进制文件
Nginx与Apache对比
特性NginxApache
架构事件驱动进程/线程驱动
内存使用较低较高
并发处理优秀一般
静态文件极快快
动态内容需通过FastCGI原生支持
.htaccess不支持支持
模块系统编译时加载运行时加载

Nginx工作原理

Nginx采用Master-Worker进程模型：

graph TD
    A[Master Process] --> B[Worker Process 1]
    A --> C[Worker Process 2]
    A --> D[Worker Process N]
    B --> E[处理连接1]
    C --> F[处理连接2]
    D --> G[处理连接N]

  • Master进程：

    • 管理Worker进程
    • 读取和验证配置
    • 处理信号（如重启、关闭）

  • Worker进程：

    • 实际处理请求
    • 每个Worker独立处理连接
    • 采用非阻塞I/O和事件驱动机制

安装Nginx

Linux系统安装

Ubuntu/Debian

# 更新软件包列表
sudo apt update

# 安装Nginx
sudo apt install nginx

# 启动Nginx
sudo systemctl start nginx

# 设置开机启动
sudo systemctl enable nginx

CentOS/RHEL

# 添加EPEL仓库
sudo yum install epel-release

# 安装Nginx
sudo yum install nginx

# 启动Nginx
sudo systemctl start nginx

# 设置开机启动
sudo systemctl enable nginx

Windows系统安装

  1. 从Nginx官网下载Windows版本
  2. 解压到指定目录（如C:\nginx）
  3. 运行nginx.exe

验证安装

# 检查Nginx版本
nginx -v

# 检查运行状态
systemctl status nginx

# 或使用
ps aux | grep nginx

访问 http://localhost 或服务器IP，应看到Nginx欢迎页面。

Nginx基本命令

# 启动Nginx
nginx

# 停止Nginx
nginx -s stop

# 优雅停止（处理完当前请求）
nginx -s quit

# 重新加载配置
nginx -s reload

# 重新打开日志文件
nginx -s reopen

# 测试配置文件
nginx -t

# 测试并显示完整配置
nginx -T

Nginx配置文件结构

Nginx配置文件通常位于 /etc/nginx/nginx.conf，主要包含以下部分：

# 全局块：影响Nginx整体运行的配置
events {
    # 事件驱动模块配置
}

http {
    # HTTP服务器配置
    
    server {
        # 虚拟主机配置
        
        location / {
            # URL匹配配置
        }
    }
}

主要配置指令

  • worker_processes: Worker进程数量（通常设为CPU核心数）
  • worker_connections: 每个Worker的最大连接数
  • include: 包含其他配置文件
  • default_type: 默认MIME类型
  • sendfile: 是否使用sendfile系统调用来传输文件
  • keepalive_timeout: 保持连接的超时时间

虚拟主机配置

基于域名的虚拟主机

server {
    listen 80;
    server_name example.com www.example.com;
    
    root /var/www/example.com;
    index index.html;
    
    location / {
        try_files $uri $uri/ =404;
    }
}

server {
    listen 80;
    server_name another.com www.another.com;
    
    root /var/www/another.com;
    index index.html;
}

基于端口的虚拟主机

server {
    listen 8080;
    server_name localhost;
    
    root /var/www/port8080;
    index index.html;
}

server {
    listen 8081;
    server_name localhost;
    
    root /var/www/port8081;
    index index.html;
}

日志配置

Nginx默认记录两种日志：

  • 访问日志 (access_log): 记录所有客户端请求
  • 错误日志 (error_log): 记录错误和警告信息

自定义日志格式

http {
    log_format main '$remote_addr - $remote_user [$time_local] '
                   '"$request" $status $body_bytes_sent '
                   '"$http_referer" "$http_user_agent"';
    
    access_log /var/log/nginx/access.log main;
    error_log /var/log/nginx/error.log;
}

性能优化基础

Worker配置

worker_processes auto;  # 自动设置为CPU核心数
worker_rlimit_nofile 100000;  # 每个Worker能打开的文件描述符数量

events {
    worker_connections 4096;  # 每个Worker的最大连接数
    multi_accept on;  # 一次接受所有新连接
    use epoll;  # Linux高效事件模型
}

TCP优化

http {
    sendfile on;  # 使用sendfile系统调用
    tcp_nopush on;  # 仅在sendfile开启时有效
    tcp_nodelay on;  # 禁用Nagle算法
    
    keepalive_timeout 30;  # 保持连接超时
    keepalive_requests 100;  # 每个连接的最大请求数
    
    client_body_timeout 12;  # 客户端请求体超时
    client_header_timeout 12;  # 客户端请求头超时
    send_timeout 10;  # 响应超时
}

常见问题排查

检查配置语法

nginx -t

查看运行进程

ps aux | grep nginx

检查监听端口

netstat -tulnp | grep nginx
# 或
ss -tulnp | grep nginx

查看错误日志

tail -f /var/log/nginx/error.log

总结

本章介绍了Nginx的基本概念、安装方法和核心配置。关键点包括：

  1. Nginx的高性能事件驱动架构
  2. Master-Worker进程模型
  3. 多平台安装方法
  4. 基本命令和配置结构
  5. 虚拟主机配置
  6. 日志和性能优化基础

在下一章中，我们将深入探讨Nginx的静态资源服务、缓存配置和高级性能优化技巧。

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贡献者: cheniy