Docker运行Web服务实战之Nginx

1. Nginx介绍
Nginx (engine x) 是一个高性能的HTTP和反向代理web服务器，同时也提供了IMAP/POP3/SMTP服务。Nginx是由伊戈尔·赛索耶夫为俄罗斯访问量第二的Rambler.ru站点开发的，第一个公开版本0.1.0发布于2004年10月4日。

Nginx是一款轻量级的Web 服务器/反向代理服务器及电子邮件（IMAP/POP3）代理服务器，在BSD-like 协议下发行。其特点是内存利用率高，并发能力强。

2. 为什么Nginx比其他web服务器并发高
处理过程：每进来一个request，会有一个worker进程去处理。但不是全程的处理，处理到可能发生阻塞的地方。比如向后端服务器转发request，并等待请求返回。那么，这个处理的worker不会这么傻等着，他会在发送完请求后，注册一个事件：“如果后端服务器返回了，告诉我一声，我再接着干”。于是他就休息去了。此时，如果再有新的request 进来，他就可以很快再按这种方式处理。而一旦后端服务器返回了，就会触发这个事件，worker才会来接手，这个request才会接着往下走。通过这种快速处理，快速释放请求的方式，达到同样的配置可以处理更大并发量的目的。

2.1 进程管理上的区别
Apache：
        默认采用的是一个主进程 多个工作进程 每个工作进程管理一个线程 每
        个线程管理一个连接
        并发数 = 工作进程数 x 1
Nginx：
        一个主进程 多个工作进程 每个工作进程管理多个线程（最大到65535）
        并发数 = 工作进程数 x 单进程开启的线程数
        淘宝等电商用的web浏览器 Tengine ，相当与Nginx的换皮，通过nginx开源项目针对电商优化的产品

2.2 网络IO模型的选择
Apache：
        select模型
        select就是一个简单的选择模型（如排队请求网络资源，第一个人阻塞住第二个人依然要排着）
Nginx：
        epoll模型
        epoll更智能的网络管理模型（如排队第一个人阻塞住，会先把第二个人网络的 IO 请求提交出来）

2.3 进程的阻塞方式的区别
Apache：同步 阻塞型
Nginx：异步 非阻塞型

2.4 模块开发方向不同
Apache：安全模块众多
Nginx：高性能模块众多

2.5 Apache & Nginx差异对比

3. nginx配置文件详解

1. user  www www;
   
2. #程序运行用户和组
   
3. worker_processes auto;
   
4. #启动进程，指定nginx启动的工作进程数量，建议按照cpu数目来指定，一般等于cpu核心数目
   
5. error_log  /home/wwwlogs/nginx_error.log  crit;
   
6. #全局错误日志
   
7. pid        /usr/local/nginx/logs/nginx.pid;
   
8. #主进程PID保存文件
   
9. worker_rlimit_nofile 51200;
   
10. #文件描述符数量
    
11. events
    
12.         {
    
13.           use epoll;        
    
14.         #使用epoll模型，对于2.6以上的内核，建议使用epoll模型以提高性能
    
15.        
    
16.         worker_connections 51200;         
    
17.         #工作进程的最大连接数量，根据硬件调整，和前面工作进程配合起来用，尽量大，但是别把cpu跑到100%就行每个进程允许的最多连接数， 理论上每台nginx服务器的最大连接数为worker_processes*worker_connections，具体还要看服务器的硬件、带宽等。
    
18.         }
    
19. http
    
20. #整体环境配置--网站配置
    
21.         {
    
22.                            include       mime.types;
    
23.                            default_type  application/octet-stream;
    
24.                          #设定mime类型,文件传送类型由mime.type文件定义
    
25.              server_names_hash_bucket_size 128;               
    
26.                          #保存服务器名字的hash表大小
    
27.              client_header_buffer_size 32k;                       
    
28.                          #客户端请求头部缓冲区大小
    
29.              large_client_header_buffers 4 32k;                       
    
30.                          #最大客户端头缓冲大小
    
31.              client_max_body_size 50m;                               
    
32.                          #客户端最大上传文件大小（M）
    
33.              sendfile on;
    
34.                          #sendfile 指令指定 nginx 是否调用 sendfile 函数来输出文件，对于普通应用，必须设为on。如果用来进行下载等应用磁盘IO重负载应用，可设置为off，以平衡磁盘与网络I/O处理速度，降低系统的uptime.
    
35.              tcp_nopush     on;
    
36.                          #这个是默认的，结果就是数据包不会马上传送出去，等到数据包最大时，一次性的传输出去，这样有助于解决网络堵塞。（只在sendfile on时有效）
    
37. 
    
38.              keepalive_timeout 60;
    
39.                          #连接超时时间
    
40.              tcp_nodelay on;
    
41.                          #禁用nagle算法，也即不缓存数据。有效解决网络阻塞
    
42. 
    
43.                 fastcgi_connect_timeout 300;
    
44.                 fastcgi_send_timeout 300;
    
45.                 fastcgi_read_timeout 300;
    
46.                 fastcgi_buffer_size 64k;
    
47.                 fastcgi_buffers 4 64k;
    
48.                 fastcgi_busy_buffers_size 128k;
    
49.                 fastcgi_temp_file_write_size 256k;
    
50.                                 #fastcgi设置
    
51.                                gzip on;
    
52.                         gzip_min_length  1k;
    
53.                                gzip_buffers     4 16k;
    
54.                         gzip_http_version 1.1;
    
55.                         gzip_comp_level 2;
    
56.                         gzip_types     text/plain application/javascript application/x-javascript text/javascript text/css application/xml application xml+rss;
    
57.                         gzip_vary on;
    
58.                         gzip_proxied   expired no-cache no-store private auth;
    
59.                         gzip_disable   "MSIE [1-6]\.";
    
60.                         #limit_conn_zone $binary_remote_addr zone=perip:10m;
    
61.                         ##If enable limit_conn_zone,add "limit_conn perip 10;" to server section.
    
62.                 server_tokens off;
    
63.                                 #隐藏nginx版本号（curl -I 192.168.4.154可以查看，更加安全）
    
64. 
    
65.                        #log format
    
66.                         log_format  access  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request"'
    
67.                      '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
    
68.                      '"$http_user_agent" $http_x_forwarded_for';
    
69.                      #定义日志格式
    
70.         server
    
71.                 {
    
72.                 listen 80 default_server;
    
73.                         #listen [::]:80 default_server ipv6only=on;
    
74.                                 #监听80端口，WEB服务的监听设置，可以采用"IP地址:端口"形式
    
75.                 server_name www.lnmp.org lnmp.org;
    
76.                                 #服务器名，可以写多个域名，用空格分隔
    
77.                 index index.html index.htm index.php;
    
78.                                 #默认网页文件
    
79.                 root  /home/wwwroot/default;
    
80.                                 #网页主目录
    
81.                                 #error_page   404   /404.html;
    
82.                                 include enable-php.conf;
    
83.                
    
84.                                 location /nginx_status
    
85.                                         {
    
86.                                             stub_status  on;       
    
87.                                             access_log   off;
    
88.                                         }
    
89.                                 #开启status状态监测
    
90.                                 location ~ .*\.(gif|jpg|jpeg|png|bmp|swf)$
    
91.                                         {
    
92.                                             expires      30d;
    
93.                                         }
    
94.                                 #静态文件处理，保存期30天
    
95.                                 location ~ .*\.(js|css)?$
    
96.                                         {
    
97.                                             expires      12h;
    
98.                                         }
    
99.                                 #js和css文件处理，保存期12小时
    
100.                                 location ~ /\.
     
101.                                         {
     
102.                                             deny all;
     
103.                                         }
     
104. 
     
105.                                  access_log  /home/wwwlogs/access.log  access;
     
106.                                 #正确访问日志
     
107.                         }
     
108. include vhost/*.conf;
     
109. #vhost/下子配置文件生效
     
110. }

复制代码

4.Nginx工作模式
nginx有两种工作模式:master-worker模式和单进程模式。在master-worker模式下，有一个master进程和至少一个的worker进程，单进程模式顾名思义只有一个进程。这两种模式有各自的特点和适用场景。

4.1 master-worker：
该模式下，nginx启动成功后，会有一个master进程和至少一个的worker进程。master进程负责处理系统信号，加载配置，管理worker进程（启动，杀死，监控，发送消息/信号等）。worker进程负责处理具体的业务逻辑，也就是说，对外部来说，真正提供服务的是worker进程。生产环境下一般使用这种模式，因为这种模式有以下优点:

1. 稳定性高，只要还有worker进程存活，就能够提供服务，并且一个worker进程挂掉master进程会立即启动一个新的worker进程，保证worker进程数量不变，降低服务中断的概率。
2. 配合linux的cpu亲和性配置，可以充分利用多核cpu的优势，提升性能
3. 处理信号/配置重新加载/升级时可以做到尽可能少或者不中断服务（热重启）

4.2 单进程模式：
单进程模式下，nginx启动后只有一个进程，nginx的所有工作都由这个进程负责。由于只有一个进程，因此可以很方便地利用gdb等工具进行调试。该模式不支持nginx的平滑升级功能，任何的信号处理都可能造成服务中断，并且由于是单进程，进程挂掉后，在没有外部监控的情况下，无法重启服务。因此，该模式一般只在开发阶段和调试时使用，生产环境下不会使用。（了解）
5. Docker中运行Nginx实验
5.1 使用官方镜像
用户可以使用docker run指令直接运行官方Nginx镜像：
    $dockerrun-d-p80:80--namewebservernginx
    34bcd01998a76f67b1b9e6abe5b7db5e685af325d6fafb1acd0ce84e81e71e5d
然后使用docker ps指令查看当前运行的docker ps指令查看当前运行容器：
    $ docker ps
    CONTAINER  ID     IMAGE     COMMAND     CREATED     STATUS     PORTS     NAMES
    34bcd01998a7      nginx "   nginx..."   2min ago Up 0.0.0.0:80->80/tcp, 443/tcp webserver
目前Nginx容器已经在0.0.0.0：80启动，并映射了80端口，此时可以打开
浏览器访问此地址，就可以看到Nginx输出的页面，如图：

5.2 自定义Web页面
同样的，创建index.html文件，并将index.html文件挂载至容器中，即可看到显示自定义的页面。
$ docker run --name nginx-container -p 80:80 -v index.html:/usr/share/nginx/ html:ro -d nginx
另外，也可以使用Dockerfile来构建新镜像。Dockerfile内容如下：
    FROM nginx
    COPY ./index.html /usr/share/nginx/html
开始构建镜像my-nginx：
$ docker build -t my-nginx .
构建成功后执行docker run指令：
$ docker run --name nginx-container -d my-nginx