第一章 Nginx初探

Nginx是一款轻量级的 Web 服务器、反向代理服务器，由于它的内存占用少，启动极快，高并发能力强，在互联网项目中广泛应用。那么你可能会问了：“不是说 Nginx 吗？怎么又扯出来一个 Web 服务器呢？啥是服务器？”。别着急，在学习 Nginx 之前你还真得知道什么是服务器这个概念，下面我们先来看下到底啥是服务器。

1.1 什么是服务器？

服务器的英文叫 Server , 顾名思义就是为其他人服务的。我们可以把所有为其他用户提供服务的机器或软件都称作服务器。

  • Server 可以指硬件，比如谷歌公司对用户提供服务的主机，下图是谷歌公司的一个数据中心图片，走道两侧亮着红黄蓝颜色的笨重机器就是服务器。
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  • Server 也可以是一个软件。比如我们本次专栏要介绍的 Nginx，它就是一个对用户提供 HTTP 服务的Server。又比如我们常听到的网易邮箱服务器，它就是专门为用户提供邮件服务的。这些软件都运行在一个个物理机器上面，专门对外提供对应的服务。

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1.2 什么是web服务器？

我们平时可以打开浏览器访问微博的网站，获取各种娱乐圈各种劲爆消息。这个看似简单的行为，背后有隐藏了那些细节呢？

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上图就是一个典型的 web 请求流程，主要分为五个步骤：

  1. 浏览器本身作为一个客户端，当你输入 www.weibo.com 的时候，向 DNS 服务器发出域名请求服务；
  2. DNS 服务器将域名将对应的 IP 地址返回给浏览器；
  3. 浏览器使用 IP 地址找到对应的服务器后，建立 TCP 连接，向服务器发送 HTTP 请求；
  4. 服务器接收到请求之后才开始处理，返回 HTTP 响应；
  5. 浏览器收到来自服务器的响应后开始渲染页面，最后断开与该服务器之间的 TCP 连接。

我们所介绍的 Web 服务器就是在第 3 和 4 步骤中发挥作用的。它的作用很简单，概括地讲，主要完成三个工作：

  1. 接收请求；
  2. 处理请求，生成响应 ；
  3. 发送响应。

1.3 web服务器的分类

其实，现在的市面上面有很多类似于 Nginx的 Web 服务器，如下图:

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1.3.1 几款服务器比较

下面我们简单地比较一下几款流行的 Web 服务器软件的区别。

  • Apache 是一款历史悠久的开源 Web 服务器软件。拥有很多的第三方模块，你想使用的功能基本上都可以找到，避免自己重复造轮子。采用多进程方式处理请求，每个请求都对应于一个进程。在高并发的情况下，多进程处理方式特别的消耗资源，所以天然不适合高并发场景；
  • Nginx 是年轻(相比Apache)的开源 Web 服务器软件。它也采用 C 语言编写，代码运行效率很高。它采用了epoll (以Linux为例) 事件处理机制作为模型，能够保证非常高的并发量；
  • IIS是微软的Web服务器软件，这个可是收费的哦~~~

1.4 Nginx介绍

Nginx是开源、高性能的 HTTP 服务器和反向代理服务器，也可以作为一个 IMAP/POP3 代理服务器。也就是说，Nginx不仅可以托管网站，进行HTTP服务处理，还可以作为反向代理服务器。

Nginx 出现的初衷是为了解决著名的 C10K 问题而出现的。和传统的 Web Server 不一样，Nginx 使用了异步事件处理机制架构。这种架构可以轻松高效地处理大量的请求，并且非常的节省内存。高性能是Nginx最大的优点。

1.4.1 为什么选择Nginx

  1. 占用内存小。这得益于 Nginx 使用 C 语言编写，能够高效使用 CPU、内存等系统资源。并且作者自己造了很多的轮子 , 比如 Nginx 自己实现了内存管理系统，动态数组机制等。Nginx 作者对内存的使用控制简直到了丧心病狂的地步，所以非常的节省系统资源，特别是内存；
  2. 高并发。在 Linux 系统上，Nginx使用了 epoll 机制，能够高效处理大量的连接数。理论上，Nginx 可以同时处理的最大连接数取决于你的机器的物理内存，上不封顶；
  3. 高可靠性。我认为 Nginx 的高可靠性主要体现在两方面:
    (一)：Nginx 使用了 Master-Worker 机制，真正处理请求的是Worker进程。Master进程可以监控Worker进程的运行状况，当某个Worker进程因意外原因退出的时候，Master会重新启动Worker进程；
    (二)：Nginx 的内部框架非常优秀。它的各个模块都非常简单，所以也非常的稳定。
  4. 热部署。可能大家觉得这个原因并不重要，其实在实际的线上环境是非常重要的。代码上线之后，我们只需要执行 nginx -s reload 命令就可以完成 Nginx 的重启，其他的交给 Nginx 就可以了，你可以安心去喝咖啡了。
  5. Nginx安装非常的简单，配置文件简洁，BUGS非常少的web服务器

1.4.2 Nginx能干啥？

上面我们 ‘吹嘘’ 了 Nginx 的这么多优点，那么 Nginx 究竟能干什么呢？

  1. 作为Web服务器：相比Apache，Nginx使用更少的资源，支持更多的并发连接，体现更高的效率，这点使Nginx尤其受到虚拟主机提供商的欢迎。能够支持高达50000个并发连接数的响应。
  2. 作为负载均衡服务器：Nginx即可以在内部直接支持Rails和PHP，也可以支持作为HTTP代理服务器对外进行服务。Nginx用C编写，不论是系统资源开销还是CPU使用效率都比Perlbal要好得多
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  3. 反向代理：Nginx是一款非常优秀的反向代理服务器。
  4. 作为邮件代理服务器：Nginx同时也是一个非常优秀的邮件代理服务器。