1.Nginx概述

        Nginx是一个高性能的反向代理和Web服务器软件，因其系统资源消耗低、运行稳定且具有高性能的并发处理能力等特性，在互联网企业中得到广泛的应用。

2.Nginx特性

        1.访问路由

                现今大型网站的请求量早已不是单一Web服务器可以支撑的了。单一入口、访问请求被分配到不同的业务功能服务器集群，是目前大型网站的通用应用架构。Nginx可以通过访问路径、URL关键字、客户端IP、灰度分流等多种手段实现访问路由的分配。

        2.反向代理

                就反向代理功能而言，Nginx本身并不产生响应数据，只是应用自身的异步非阻塞事件驱动架构，高效、稳定地将请求反向代理给后端的目标应用服务器，并把响应数据返回给客户端。其不仅可以代理HTTP协议，还可以支持HTTPS、HTTP/2、FastCGI、uWSGI、SCGI、gRPC及TCP/UDP等目前大部分协议的反向代理。

        3.负载均衡

                Nginx在反向代理的基础上集合自身的上游（upstream）模块支持多种负载均衡算法，使后端服务器可以非常方便的进行横向扩展，从而有效提升应用的处理能力，使整体应用架构可以轻松应对高并发的应用场景。

        4.内容缓存

                动态处理与静态内容分离是应用架构优化的主要手段之一，Nginx的内容缓存技术不仅可以实现预制静态文件的高速缓存，还可以对应用响应的动态结果实现缓存，为响应结果变化不大的应用提供高速的响应能力。

        5.可编程

                Nginx模块化的代码架构方式为其提供了高度可定 制的特性，但可以用C语言开发Nginx模块以满足自身 使用需求的用户只是少数。Nginx在开发之初就具备了 使用Perl脚本语言实现功能增强的能力。Nginx对JavaScript语言及第三方模块对Lua语言的支持，使得其可编程能力更强。

3.Nginx源码架构浅析

        Nginx低资源消耗、高稳定、高性能的并发处理能力，来源于其优秀的代码架构。它采用了多进程模型，使自身具有低资源消耗的特性。以事件驱动的异步非阻塞多进程请求处理模型，使Nginx的工作进程通过异步非阻塞的事件处理机制，实现了高性能的并发处理能力，让每个连接的请求均可在Nginx进程中以工作流的方式得到快速处理。Nginx代码架构充分利用操作系统的各种机制，发挥了软硬件的最大性能，使它在普通硬件上也可以处理数十万个并发连接。

        Nginx支持在多种操作系统下部署运行，为发挥Nginx的最大性能，需要对不同的平台进行细微的调整。

        3.1 多进程模型

                进程是操作系统资源分配的最小单位，由于CPU数量有限，多个进程间通过被分配的时间片来获得CPU的使用权，系统在进行内核管理和进程调度的时候，要执行保存当前进程上下文、更新控制信息、选择另一就绪进程、恢复就绪进程上下文等一系列操作，而频繁切换进程会造成资源消耗。

                Nginx采用的是固定数量的多进程模型，如下图：

                由一个主进程（Master Process）和数量与主机CPU核数相同的工作进程协调处理各种事件。主管理进程负责工作进程的配置加载、启停等操作，工作进程负责处理具体请求。进程间的资源都是独立的，每个工作进程处理多个连接，每个连接由一个工作进程全权处理，不需要进行进程切换，也就不会产生由进程切换引起的资源消耗问题。默认配置下，工作进程的数量与主机CPU核数相同，充分利用CPU和进程的亲缘性（affinity）将工作进程与CPU绑定，从而最大限度地发挥多核CPU的处理能力。

        3.2 工作流机制

                Nginx在处理客户端请求的时候，每个连接仅由一个进程进行处理，每个请求仅运行在一个工作流中，工作流被划分为多个阶段，如下图：

                请求在不同阶段由功能模块进行数据处理，处理结果异常或结束则将结果返回客户端，否则将进入下一阶段。工作流程维护工作流的执行，并通过工作流的状态推动工作流完成请求操作的闭环。下图为异步非阻塞机制流程图：

        3.3 模块化

                Nginx一直秉持模块化的理念，其模块化的架构中，除了少量的主流程代码，都是模块。模块化的设 计为Nginx提供了高度的可配置、可扩展、可定制特性。模块代码包括核心模块和功能模块两个部分：核 心模块负责维护进程的运行、内存及事件的管理；功 能模块则负责具体功能应用的实现，包括路由分配、 内容过滤、网络及磁盘数据读写、代理转发、负载均衡等操作。Nginx的高度抽象接口使用户很容易根据开 发规范进行模块开发，有很多非常实用的第三方模块被广泛使用。模块大致分为以下几类：

                ·核心模块（core）：该模块提供了Nginx服务运 行的基本功能，如Nginx的进程管理、CPU亲缘性、内存管理、配置文件解析、日志等功能。

                事件模块（event）：该模块负责进行连接处理，提供对不同操作系统的I/O网络模型支持和自动根 据系统平台选择最有效I/O网络模型的方法。

                HTTP模块（http）：该模块提供HTTP处理的核 心功能和部分功能模块，HTTP核心功能维护了HTTP多 个阶段的工作流，并实现了对各种HTTP功能模块的管 理和调用。

                ·Mail模块（mail）：该模块实现邮件代理功 能，代理IMAP、POP3、SMTP协议。

                ·Stream模块（stream）：该模块提供TCP/UDP会 话的代理和负载相关功能 

                 第三方模块：第三方模块即非Nginx官方开发的 功能模块，据统计，在开源社区发布的第三方模块已经达到100多个，其中lua-resty、nginx-module-vts 等模块的使用度非常高。