nginx特性及I/O模型&nginx安装

htbzwd

　　nginx【engine x】是 Igor Sysoes编写的一个http和反向代理服务器，另外它也可以做为邮件代理服务器。
　　nginx的基本的http服务特性：
　　处理静态文件，索引文件及自动索引，打开文件描述符缓存；
　　使用缓存加速反向代理，支持简单的负载均衡以及容错；
　　支持远程FastCGI,uwsgi,SCGI,和memcached服务的缓存加速；
　　模块化的架构，过滤器包括gzipping,byte ranges,chunked responses,能及SSI-filter.在SSI过滤器中，到同一个proxy或者fastcgi的多个子请求并发处理；
　　SSL 和 TLS SNI 支持；
　　IMAP/POP3代理服务功能：
　　使用外部 HTTP 认证服务器重定向用户到 IMAP/POP3 后端；
　　使用外部 HTTP 认证服务器认证用户后连接重定向到内部的 SMTP 后端；
　　其他的HTTP服务器特性
　　支持基于名称和IP的虚拟主机；
　　支持Keep-alive和pipeliined连接；
　　可以灵活地进行配置；
　　支持平滑升级，也就是重新加载配置或在线升级时，不需要中断正在处理的请求；
　　支持自定义的访问日志格式，对日志写操作时支持缓存功能，也就是可以降低日志写操作时的IO操作以及快速日志轮转；
　　对3xx-5xx的错误代码可以重定向到自己指定的页面。
　　支持重写功能（rewrite）:
　　可以使用正则表达式改变URI；
　　可以根据客户端地址执行不同的功能；
　　支持基于客户端地址和http基本认证机制的访问控制；
　　支持HTTP referer 验证
　　支持PUT、DELETE、MKCOL、COPY以及MOVE方法；
　　支持视频流FLV和MP4；
　　支持速度限制；
　　支持对来自同一地址的并发连接数或请求数限制
　　嵌入Perl语言
　　I/O模型：当一个进程发起I/O请求，发起系统调用，转为内核模式，I/O调用分为两步，第一步，由内核把文件从磁盘载入到内核空间内存，因为进程不能访问内核空间内存，所以，第二步，要把文件内容从内核空间复制到进程空间。这样才完成一次I/O操作
　　在uxix和linux下总共有五种I/O模型
　　阻塞I/O：指当进程I/O调用需要一段时间才能完成，于是进程就被阻塞在这，只有当所有的操作都已经完成，进程所需要的数据都已经复制到进程能够操作的内存空间里面以后，进程才能继续后面的操作，在I/O操作完成之前，进程只能等待，而且由于等待I/O时被CPU进程切换交换出去，进程转换为不可中断状态，这种情况叫做阻塞I/O操作。

　　非阻塞I/O模型：忙等待状态，当一个I/O操作未完成时，不将进程睡眠，而是返回一个错误状态，于是I/O操作函数不断地测试数据是否准备好，如果未准备好，继续测试，直到数据准备完成为止，这个不断的测试过程会消耗大量CPU时间。这个操作过程只是在第一步过程不断去测试，第二步从内核空间拷贝到进程空间也还是阻塞的。

　　I/O复用模型： 不再用进程本身去等待数据准备过程，而由复用器select和poll函数来测试数据有没有准备好。复用器可以监控多个I/O的等待过程，当有一个I/O操作的数据已经准备好，则返回给进程信息，那么依赖这个I/O操作的进程可以继续操作。

　　事件(信号)驱动模型（event-driver）: 事件驱动属于文件I/O，首先允许套接口进行信号驱动I/O，并安装一个信号处理函数，进程继续运行并不阻塞。当数据准备好时，进程会收到一个SIGIO信号，但第二步仍然是阻塞的，也是一种复用机制，基于事件驱动的复用器。在linux上实现事件驱动的复用机器叫epoll。事件驱动触发机制分为两种：①水平触发：如果数据准备好后通知一次以后，进程没有回应，那么信号器反复通知进得去执行下一步操作的机器②边缘触发：数据准备好以后只通知一次，进程通过读取通知信息后去执行下一步操作。

　　异步I/O模型(AIO):当内核把数据从内核空间拷贝到应用空间以后，再发通知给应用程序(进程)。异步I/O和基于事件驱动的区别是：异步模型是等所有的I/O操作都已经完毕后再通知用户程序（进程），而事件驱动模型是I/O的第一步从磁盘读入到内核空间以后就通知进程，而从内核空间拷贝到用户空间过程还是阻塞的。

　　几种I/O模型的比较：
　　前面四种I/O模型的区别在第一阶段，第二阶段都是相同的，数据从内核空间复制到应用空间都是阻塞的。而异步I/O则两个阶段都不同于前面四个模型。

　　同步I/O和异步I/O
　　a.同步I/O操作引起请求进程阻塞，直到I/O操作完成。异步I/O操作不引起请求进程阻塞。
　　b.我们的前四个模型都是同步I/O，只有最后一个异步I/O模型是异步I/O。
　　有两种类型的文件IO同步：同步文件IO和异步文件IO。异步文件IO也就是重叠IO。在同步文件IO中，线程启动一个IO操作然后就立即进入等待状态，直到IO操作完成后才醒来继续执行。而异步文件IO方式中，线程发送一个IO请求到内核，然后继续处理其他的事情，内核完成IO请求后，将会通知线程IO操作完成了。
　　如果IO请求需要大量时间执行的话，异步文件IO方式可以显著提高效率，因为在线程等待的这段时间内，CPU将会调度其他线程进行执行，如果没有其他线程需要执行的话，这段时间将会浪费掉（可能会调度操作系统的零页线程）。如果IO请求操作很快，用异步IO方式反而还低效，还不如用同步IO方式。
　　同步IO在同一时刻只允许一个IO操作，也就是说对于同一个文件句柄的IO操作是序列化的，即使使用两个线程也不能同时对同一个文件句柄同时发出读写操作。重叠IO允许一个或多个线程同时发出IO请求。
　　异步IO在请求完成时，通过将文件句柄设为有信号状态来通知应用程序，或者应用程序通过GetOverlappedResult察看IO请求是否完成，也可以通过一个事件对象来通知应用程序。
　　简单的说“同步在编程里，一般是指某个IO操作执行完后，才可以执行后面的操作。异步则是，将某个操作给系统，主线程去忙别的事情，等内核完成操作后通知主线程异步操作已经完成。”
　　mmap: 内存映射，在I/O执行第一步以后，把进程的进程地址空间映射到内核空间上去，直接读取内核空间的数据，不需要再执行第二步，从内核空间复制到用户空间的操作。
　　nginx在设计的时候主要着眼点就是高性能和对物理资源的高密度利用，因此采用了模块化、事件驱动、异步I/O、单线程及非阻塞架构，并大量采用了多路复用及事件通知机制，也支持mmap。
　　nginx会按需要运行多个主进程：一个主进程（master）和几个工作进程（worker）,如果配置了缓存时还会有缓存加载器进程（cache loader）和缓存管理进程（cache manager）等，主进程以root用户身份运行，而worker、cache loader 和cache manager都不是以root用户运行
　　nginx安装
　　安装环境 centos6.5 64bit,nginx使用的是1.62版本
　　在编译安装nginx之前，首先要解决依赖关系，在centos中有两个开发包组“Development Tools””Server Platform Development”,用yum安装，就可以解决大部份的依赖关系。再安装openssl-devel和pcre-devel
　　#yum groupinstall “Development Tools””Server Platform Development” –y
　　#yum install openssl-devel pcre-devel
　　下载nginx-1.6.2.tar.gz到/usr/local/src目录下，解压
　　#tar –xf nginx-1.6.2.tar.gz
　　#useradd  –r nginx                 添加nginx帐号为系统用户
　　cd到nginx-1.6.2目录下，用./configure –help可以看到很多参数的帮助信息 ，--with表示默认安装nginx的一些模块，--without  显示的是默认不安装的模块，如果有哪些需要安装的模块，那在编译的时候要加上这些模块进行编译

#./configure \　　--prefix=/usr/local/nginx \
　　--conf-path=/etc/nginx/nginx.conf \
　　--error-log-path=/var/log/nginx/error.log \
　　--http-log-path=/var/log/nginx/access.log \
　　--pid-path=/var/run/nginx/nginx.pid \
　　--lock-path=/var/lock/nginx.lock \
　　--user=nginx \
　　--group=nginx \
　　--http-client-body-temp-path=/var/tmp/nginx/client/ \
　　--http-proxy-temp-path=/var/tmp/nginx/proxy/ \
　　--http-fastcgi-temp-path=/var/tmp/nginx/fcgi/ \
　　--http-uwsgi-temp-path=/var/tmp/nginx/uwsgi \
　　--http-scgi-temp-path=/var/tmp/nginx/scgi \
　　--with-pcre
　　
#make && make install
#cd /etc/nginx/#cp nginx.conf nginx.conf.bak              #把配置文件备份一份添加SysV init 服务启动脚本#vim /etc/init.d/nginx#!/bin/sh　　
#
　　
# nginx - this script starts and stops the nginx daemon
　　
#
　　
# chkconfig:   - 85 15
　　
# description:  Nginx is an HTTP(S) server, HTTP(S) reverse \
　　
#               proxy and IMAP/POP3 proxy server
　　
# processname: nginx
　　
# config:      /etc/nginx/nginx.conf
　　
# config:      /etc/sysconfig/nginx
　　
# pidfile:     /var/run/nginx.pid
　　

　　
# Source function library.
　　
. /etc/rc.d/init.d/functions
　　

　　
# Source networking configuration.
　　
. /etc/sysconfig/network
　　

　　
# Check that networking is up.
　　
[ "$NETWORKING" = "no" ] && exit 0
　　

　　
nginx="/usr/local/nginx/sbin/nginx"
　　
prog=$(basename $nginx)
　　

　　
NGINX_CONF_FILE="/etc/nginx/nginx.conf"
　　

　　
[ -f /etc/sysconfig/nginx ] && . /etc/sysconfig/nginx
　　

　　
lockfile=/var/lock/subsys/nginx
　　

　　
make_dirs() {
　　# make required directories
　　user=`nginx -V 2>&1 | grep "configure arguments:" | sed 's/[^*]*--user=\([^ ]*\).*/\1/g' -`
　　options=`$nginx -V 2>&1 | grep 'configure arguments:'`
　　for opt in $options; do
　　if [ `echo $opt | grep '.*-temp-path'` ]; then
　　value=`echo $opt | cut -d "=" -f 2`
　　if [ ! -d "$value" ]; then
　　# echo "creating" $value
　　mkdir -p $value && chown -R $user $value
　　fi
　　fi
　　done
　　
}
　　

　　
start() {
　　[ -x $nginx ] || exit 5
　　[ -f $NGINX_CONF_FILE ] || exit 6
　　make_dirs
　　echo -n $"Starting $prog: "
　　daemon $nginx -c $NGINX_CONF_FILE
　　retval=$?
　　echo
　　[ $retval -eq 0 ] && touch $lockfile
　　return $retval
　　
}
　　

　　
stop() {
　　echo -n $"Stopping $prog: "
　　killproc $prog -QUIT
　　retval=$?
　　echo
　　[ $retval -eq 0 ] && rm -f $lockfile
　　return $retval
　　
}
　　

　　
restart() {
　　configtest || return $?
　　stop
　　sleep 1
　　start
　　
}
　　

　　
reload() {
　　configtest || return $?
　　echo -n $"Reloading $prog: "
　　killproc $nginx -HUP
　　RETVAL=$?
　　echo
　　
}
　　

　　
force_reload() {
　　restart
　　
}
　　

　　
configtest() {
　　$nginx -t -c $NGINX_CONF_FILE
　　
}
　　

　　
rh_status() {
　　status $prog
　　
}
　　

　　
rh_status_q() {
　　rh_status >/dev/null 2>&1
　　
}
　　

　　
case "$1" in
　　start)
　　rh_status_q && exit 0
　　$1
　　;;
　　stop)
　　rh_status_q || exit 0
　　$1
　　;;
　　restart|configtest)
　　$1
　　;;
　　reload)
　　rh_status_q || exit 7
　　$1
　　;;
　　force-reload)
　　force_reload
　　;;
　　status)
　　rh_status
　　;;
　　condrestart|try-restart)
　　rh_status_q || exit 0
　　;;
　　*)
　　echo $"Usage: $0 {start|stop|status|restart|condrestart|try-restart|reload|force-reload|configtest}"
　　exit 2
　　
esac
　　

# chmod +x /etc/init.d/nginx          #添加执行权限# chkconfig --add nginx               #添加到服务列表# chkconfig nginx on                  #设置开机启动# service nginx start                 #启动服务 nginx访问正常