原来，nginx 是这么回事啊！

nginx是什么

在 维基百科 上搜索 nignx 就能得到以下结果：

Nginx 是异步框架的web服务器，也可以用作反向代理、负载平衡器。该软件由伊戈尔·赛索耶夫创建并于2004年首次公开发布。

所以我们想要彻底搞清楚 nginx 是什么，就要先弄懂以下关键词的含义：

• web 服务器
• 反向代理
• 负载平衡器

web服务器与应用服务器

web 服务器是网络服务器的子类，而什么是网络服务器呢？ 网络服务器就是网络环境下为客户提供某种服务的专用计算机。

目前网络服务器大致可以分为两类，web 服务器和应用服务器。

web 服务器定义：只负责处理 Http 协议，即用于负责处理相应用户的请求。服务器会从网络中接收 HTTP 请求，然后返回 HTTP 回复给用户。 （奥！有点懂了，这不就是与用户交互的第一战场么，用户所有的请求都会被它接收。）

HTTP 回复一般包含一个 HTML 文件， 有时也可以包含纯文本文件、图像或者其他类型的文件。所以，web服务器也称为 http 服务器。 （HTTP 回复的都是一些静态的资源文件，不需要与数据库打交道。又有点懂了，只要是返回给用户是静态资源文件，就可以通过 web 服务器返回，虽然不清楚为什么要通过 web 服务器将静态资源返回，但 web 服务器的最基本的用途搞明白了。）

接下来，举一个例子，再熟悉一下 web 服务器的基本用途： 假设，在域名为 “asa-zhang.top” 绑定的服务器上装了一个服务器软件，然后将服务器软件的根目录设置为 “/home/public/web”，并在该路径中存放了一个 index.html 。当用户想要访问这个 index.html 文件时，他只需要在浏览器上输入一下 URL 就能进行访问：“http://asa-zhang.top/index.html”

应用服务器：用于存放和运行系统程序的服务器，负责处理程序中的业务逻辑。 （这一听，就感觉不一般，尽然是处理业务逻辑，那必然是要与数据库进行交互的，也就是所谓的后端。）

不过大多数应用服务器都将 Web 服务器作为其不可分割的一部分。这意味着应用服务器可以做任何 Web 服务器所能做的事情。 （应用服务器不仅可以向用户提供业务逻辑处理的结果，还能提供服务器上的静态资源文件）

此外，应用服务器有组件和特性来支持应用级服务，如连接池、对象池、事务支持、消息传递服务等。 （这就是应用服务器相较于web服务器而言，独有的高级功能啊，应用服务器的水还很深啊！）

应用服务器也举一个例子： tomcat 就是应用服务器。我们通常将 java 项目放到tomcat 中去运行。

正向代理与反向代理

代理服务器主要分为两类：正向代理 和 反向代理。

正向代理一般是作为客户端的代理，用于将从互联网上获取的资源返回给一个或多个的客户端，服务端（如Web服务器）只知道代理的IP地址而不知道客户端的IP地址。

举一个不太恰当的例子：正向代理就好比是 向小明妈妈借钱。你知道小明妈妈很有钱，但她不认识你。不过没关系，你和小明很熟，就和小明说：“你能不能借点钱给我，我过两天发工资了还你。我知道你没钱，但我知道你妈妈有钱，你可以跟你妈妈要钱。”

在这个例子里，你自己 就是客户端，小明妈妈 就是服务端， 小明就是正向代理服务器。 客户端 知道 服务端的 IP 地址（你 认识 小明妈妈，还知道她很有钱），但服务端 不知道 客户端的 IP 地址 只知道代理的IP地址（小明妈妈 压根儿就没听说过 你，只知道她的儿子），客户端 与 服务端 靠着 代理通信。

还有通信也都是通过正向代理通信的：科学上网，在校外访问校内资源，网络攻防中的“肉鸡”，等等。

在实际场景中正向代理的主要功能：

1. 隐藏真实 IP：上网者也可以通过代理服务器隐藏自己的 IP，免受攻击。但是只一个代理很难保证安全，更安全的方法是利用特定的工具创建代理链
2. 突破自身IP访问限制：访问国外站点。科学上网，在校外访问校内资源。
3. 等

反向代理：服务器根据客户端的请求，从其关系的一组或多组后端服务器（如Web服务器）上获取资源，然后再将这些资源返回给客户端，客户端只会得知反向代理的IP地址，而不知道在代理服务器后面的服务器集群的存在。

举一个不太恰当的例子：正向代理就好比是 向贷款中心借钱。 你 很穷，还不认识有钱人。不过通过跟人打听，知道了可以向 贷款中心 去借钱。然后，就从 贷款中心 借到了钱。在这个过程中，你不需要知道 贷款中心的钱是从哪里来的，只需要知道，可以从这里借钱，同时，也从这里还钱。

在这个例子里，你自己 就是客户端，贷款中心 就是代理服务器。 客户端只会得知反向代理的IP地址（你 只知道 贷款中心，还知道从这里可以借到钱），而不知道在代理服务器后面的服务器集群的存在（却不需要关心 贷款中心 的钱是从哪里来的。）

在实际场景中反向功能：

1. 向客户端隐藏服务器（集群）的IP地址。
2. 负载均衡，若服务器集群中有负荷较高者，反向代理通过URL重写，根据连线请求从负荷较低者获取与所需相同的资源或备援。
3. 等

负载平衡器

最后了解一下负载平衡器的含义。负载平衡器按照常用的说法叫：负载均衡。这两个词通常情况下，是一个意思。

负载均衡最重要的一个应用是 利用多台服务器 提供单一服务。 主要有以下作用：

1. 分摊服务器集群压力 可以将接收到的客户端请求 按照设定好的权重比值 分配到集群中所有的服务器上。
2. 保证客户端访问的稳定性 当某一台后台服务器出现故障时，负载平衡器就会将请求转发到另一台服务器上。可以显著提高容错能力。
3. 加强服务器安全 反向代理的其中一个作用就是负载均衡，故反向代理的作用也适用于负载平衡器。隐藏服务器的IP地址 以及 内网结构，阻止了用户直接访问后台服务器，使得服务器更加安全。

小节

nginx 的主要功能有三点：

• 作为 web 服务器，当充当web服务器的时候，它的主要职责当有用户想要通过URL访问服务器本地资源时，它就是通过 Http响应的方式，将本地静态资源（http 文件或者图片）返回给用户。
• 反向代理，反向代理的场景也很常见。当服务器中存在多个服务时，希望向外暴露一个端口就可以实现对两个服务的访问，这时，就可以使用nginx作反向代理实现这个需求。
• 负载均衡，这个我们“民用”一般是用不着的。只有当企业中存在服务器集群时，为了分摊服务器集群压力以及保证客户端访问的稳定性，使用 nginx 作负载均衡。 故，当我们需要以上功能时，再使用 nginx。当只有一台服务器，服务器中也只有一个服务时，就没必要使用 nginx 了。

nginx 的优点：

nginx 能做什么，上面已经将基本功能介绍的明明白白了。接下来说一说，nginx 有什么优点，才能从众多的同类产品中脱颖而出。

• nginx 是一个跨平台服务器，在众多操作系统上都能正常运行，如：Linux、Windows、FreeBSD、Solaris、AIX、Mac OS。
• nginx 是使用基于事件驱动架构，使其可以支持百万级别的 TCP 连接。
• nginx 中代码是高度模块化的，再加上非常活跃的开源社区开发的众多第三方模块，让nginx 的功能变得非常的丰富。

第一个跨平台服务器很好理解，那基于事件驱动架构是什么呢？以及 nginx 中的代码是如何高度模块化的，才能出现层出不穷的第三方模块。下面逐一介绍。

基于事件驱动架构

我们经常听说过一句话： "nginx 是基于事件驱动模型的IO多路复用epoll"。 那什么是基于事件驱动模型呢？

基于事件驱动 的感念：

从事件角度说，事件驱动程序的基本结构是由一个 事件收集器、一个事件发送器和 一个事件处理器 组成。事件收集器 专门负责收集所有事件，包括来自用户的（如鼠标、键盘事件等）、来自硬件的（如时钟事件等）和来自软件的（如操作系统、应用程序本身等）。事件发送器负责将收集器收集到的事件分发到目标对象中。事件处理器做具体的事件响应工作。

以上说法，也很好理解，总之就是将整个工作流程按照事件的类型进行划分。这样做的好处就是：当前需要什么事件，就执行该事件，当不需要时，就立马释放该资源。

再来看看 nginx 服务器与传统的服务器有什么区别。为什么相较于传统的来说，基于事件驱动架构的nginx就更快（高并发）呢？

对于传统 web 服务器而言，在 TCP 连接上才往往是基于事件驱动的，TCP 连接一旦建立，在其关闭之前的所有操作都不是事件驱动，而是按照顺序执行每个操作。 这样的缺点就在于 每个请求在连接建立后都将始终占用着系统资源，会造成服务器资源极大的浪费。

Nginx 采用事件驱动架构处理业务的方式与传统的 web 服务器是不同的。它不使用进程或者线程来作为事件，而是将事件细分到执行资源的模块上。只有事件收集、分发器才有资格占用进程资源，它们分发某个事件后，调用事件模块时，才会让事件使用当前占用的进程资源。

我们拿吃饭举一个不太恰当的例子。传统的 web 服务器就好比一个人去饭店吃饭，点了四个菜。在他吃完饭前，这四个菜碟子都被他一直占有着，无法被其他人使用。 nginx 服务器也比作一个人去饭店吃饭，点了四个菜。当他吃某个菜时，这个菜的碟子菜归他占有，其他菜碟子都可以被其他人使用。只要最终吃菜的总量是相等的就行。

虽然不太恰当，但是通过这个例子也可以看出，在计算机中 nginx 这种模式效率更高。

Nginx的事件驱动模型由事件收集器、事件发送器和事件处理器三部分基本单元组成。 事件收集器：负责收集worker进程的各种IO请求； 事件发送器：负责将IO事件发送到事件处理器； 事件处理器：负责各种事件的响应工作。

事件发送器将每个请求放入一个待处理事件列表，使用非阻塞I/O方式调用事件处理器来处理该请求，处理方式称为“多路IO复用方法”。

nginx 的高度模块化

nginx 上述的基于事件驱动架构能有如此出色的高并发效率，离不开 nginx 的高度模块化。

nginx 的架构基础就是高度模块化的设计。在 nginx 中，除了少量的核心代码，其他一切皆为模块。高度模块化形成的“高内聚性，低耦合”会产生很多的好处：1.插拔式编程，需要什么功能，添加什么模块。2. 修改某个模块内的代码，并不会影响其他模块的正常运行。等等。

Nginx 官方共有五大类型的模块：核心模块、配置模块、事件模块、HTTP 模块、mail 模块。Nginx 框架密切相关的是配置模块和核心模块，事件模块是 HTTP 模块和 mail 模块的基础。

Nginx快的原因

上述在介绍 nginx 事件驱动架构中，提到了nginx的事件驱动模型由事件收集器、事件发送器和事件处理器三部分基本单元组成。 最终nginx才能如此有高效的性能。

接下来介绍nginx在计算机中是如何实现的。 它是通过master/worker结构实现的，该结构中包含：一个master进程，以及多个 worker 进程。

master 进程主要有三点作用：

1. 生成一个或者多个 worker 进程；
2. 监控 worker 进程的运行状态，当 worker 进程异常退出后，会自动启动新的 worker 进程。
3. 接收来自外界的信号，向各 worker 进程发送信号，让 worker 进程处理请求。

worker 进程的作用就是处理基本的网络事件。多个 worker 进程之间是对等的，他们同等竞争来自客户端的请求，各进程互相之间是独立的。

结语

对于nginx 的基本介绍，到这里就结束了。本节围绕nginx介绍了以下几点：

1. nginx 是什么
2. nginx 能做什么
3. nginx 的优点是什么
4. nginx 的优点在内部是如何体现的

同时还介绍了一些其他知识点：

1. web服务器与应用服务器的区别
2. 正向代理和反向代理的区别
3. 负载均衡的概念
4. 基于事件驱动模型的概念

最后，以下是我写这篇文章时，参考的一些文章，假如对于nginx还有什么疑惑时，不妨看看以下参考文章，说不定会有所收获。

我们下期再见！

参考链接：

https://zh.wikipedia.org/wiki/Nginx https://juejin.cn/post/6844904129987526663 https://zhuanlan.zhihu.com/p/34943332 https://mp.weixin.qq.com/s/XoqGvYBabW8YBl9xEeNYZw https://zhuanlan.zhihu.com/p/159298538 https://zhuanlan.zhihu.com/p/96889686 https://zhuanlan.zhihu.com/p/137620709 https://juejin.cn/post/6844904129987526663 https://blog.csdn.net/wangqsse/article/details/105924137