LNMP服务器搭建笔记（三）—— Nginx核心配置深入理解及优化
Nginx的配置是以模块为单位来组织的，每一个模块包含一个或多个指令，指令是配置文件中的最小配置单元，一切配置项皆为指令。如http核心模块中的include、default_type、sendfile指令，都属于http模块。nginx所有模块中的指令见官方文档说明
注意：以下配置中的“上下文”表示指令可以配置在哪些模块中。
main：顶层配置,约束服务器的行为
1. 服务器级别核心配置
| 指令 | 上下文 | 语法 | 默认值 | 功能描述 | |
|---|---|---|---|---|---|
| user | main | user nobody nobyd; | nobody | 以哪个用户权限运行工作线程 | |
| daemon | main | daemon yes; | yes | nginx是否以守护进程运行 | |
| worker_processes | main | worker_processes number; | 1 | 配置工作进程数。传统的web服务器（如apache)都是同步阻塞模型，一请求一进（线）程模式，当进（线）程数增达到一定程度后，更多CPU时间浪费在线程和进程切换当中，性能急剧下降，所以负载率不高。Nginx是基于事件的非阻塞多路复用(epoll或kquene)模型，一个进程在短时间内就可以响应大量的请求。建议将该值设置<=cpu核心数量，一般高于cpu核心数量不会带来好处，反而可能会有进程切换开销的负面影响。 | |
| worker_connections | events | worker_connections number; | 1024 | 并发响应能力的关键配置值，表示每个进程允许的最大同时连接数。maxConnection = work_connections worker_processes；一般一个浏览器会同时开两条连接，如果是反向代理，nginx到后服务器的连接数量也要占用2条连接数，所以，做静态服务器，一般maxConnection = work_connections worker_processes / 2; 做反代理服务器时maxConnection = work_connections * worker_processes / 4； | |
| use | events | use epoll; | 根据不同的平台，选择最高效的连接处理方法 | 指定处理连接请求的方法。linux内核2.6以上默认使用epoll方法，其它平台请参考：http://nginx.org/en/docs/events.html 备注：要达到超高负载下最好的网络响应能力，还有必要优化与网络相关的linux内核参数 | |
| worker_cpu_affinity | main | worker_cpu_affinity cpumask …; | 无 | 将工作进程绑定到特定的CPU上，减少CPU在进程之间切换的开销。用二进制bit位表示进程绑定在哪个CPU内核。如8内核4进程时的设置方法：worker_cpu_affinity 00000001 00000010 00000100 10000000 | |
| worker_rlimit_nofile | main | worker_rlimit_core size; | 受linux内核文件描述符数量限制 | 设置nginx最大能打开的文件描述符数量。因为Linux对每个进程所能打开的文件描述数量是有限制的，默认一般是1024个，可通过ulimit -n FILECNT或/etc/securit/limits.conf配置修改linux默认能打开的文件句柄数限制。建议值为：系统最大数量/进程数。但进程间工作量并不是平均分配的，所以可以设置在大一些。推荐值为：655350 | |
| error_log | main, http, mail, stream, server, location | error_log 日志文件路径 日志级别; | error_log logs/error.log error; | 配置错误日志文件的路径和日志级别。日志级别有debug, info, notice, warn, error, crit, alert和emerg几种。nginx的日志使用syslog输出，所以输出的日志格式是有规律的，系统运维人员可以根据日志规则进行查错或统计分析。更多说明请参考官方文档：http://nginx.org/en/docs/ngx_core_module.html#error_log | |
| pid | main | pid | 守护进程socket文件路径; | pid logs/nginx.pid | 配置nginx守护进程ID存储文件路径（不是工作进程） |
以上是nginx的顶层配置，管理服务器级别的行为。更多配置请参考官方文档
2. HTTP模块核心配置
nginx做为一个HTTP反向代理服务器，平时接触得最多的应该是针对http请求的相关配置了，和http模块有关的所有配置都放在http { … }配置中。
| 指令 | 上下文 | 语法 | 功能描述 | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| types | http, server, location | types { mime类型 文件后缀；}; | 配置能处理的文件类型。如：text/html html htm shtml; | |||
| include | any | include 文件路径; | 将外部文件的内容做为配置拷贝到nginx.conf文件中。如：include mime.type; 将当前目录下的mime.type配置文件拷贝到nginx配置文件中。文件路径可以是相对路径或绝对路径。文件名可以用*来表示通配符。 | |||
| default_type | http, server, location | default_type mime类型; | 文件名到后缀的映射关系。配置默认的mime类型，当在types指令中找不到请求的文件类型时，就使用default_type指定的类型。默认为text/plain类型。 | |||
| access_log | http, server, location, if in location, limit_except | access_log path [format [buffer=size] [gzip[=level]] [flush=time] [if=condition]];access_log off; | 关闭或开启访问日志。默认配置为：access_log logs/access.log combined; 表示根据combined定义的日志格式，写入logs/access.log文件中，combined是http模块默认格式。如果定义了buffer和gzip其中一个参数，日志默认会先写入缓存中，当缓存满了之后，通过gzip压缩缓存中的日志并写入文件，启用了gzip压缩必须保证nginx安装的时候添加了gzip模块。缓存大小默认为64K。可以配置gzip的1～9的压缩级别，级别越高压缩效率越大，日志文件占用的空间越小，但要求系统性能也越高。默认值是1。参考 | |||
| log_format | http | log_format 格式名称 日志格式； | 定义http访问日志的格式，在日志格式中可以访问http模块的内嵌变量，如果变存在的话，会做为日志输出。如：remoteaddr，request等，更多变量请参考：http://nginx.org/en/docs/http/ngx_http_core_module.html#variables | |||
| sendfile | http, server, location, if in location | sendfile on\ | off; | 启用内核复制模式。作为静态服务器可以提高最大的IO访问速度。传统的文件读写采用read和write方式，流程为：硬盘 >> kernel buffer >> user buffer>> kernel socket buffer >>协议栈，采用sendfile文件读写的流程为：硬盘 >> kernel buffer (快速拷贝到kernelsocket buffer) >>协议栈，很明显sendfile这个系统调用减少了内核到用户模式之间的切换和数据拷贝次数，直接从内核缓存的数据拷贝到协议栈，提高了很大的效率。这篇文章介绍比较详细 | ||
| tcp_nodelay | http, server, location | off\ | on; | |||
| tcp_nopush | http, server, location | off\ | on; | tcp_nodelay和tcp_nopush这两个参数是配合使用的，启动这两项配置，会在数据包达到一定大小后再发送数据。这样会减少网络通信次数，降低阻塞概率，但也会影响响应及时性。比较适合于文件下载这类的大数据通信场景。 | ||
| keepalive_timeout | http, server, location | keepalive_time 65; | 客户端到服务器建立连接的超时时长，超过指定的时间服务器就会断开连接。默认为75秒。降低每个连接的alive时间可在一定程度上提高可响应连接数量，所以一般可适当降低此值 | |||
| gzip | http, server, location, if in location | gzip on | off; | 开启内容压缩，可以有效降低客户端的访问流量和网络带宽 | ||
| gzip_min_length | http, server, location | gzip_min_length length; | 单位为k，默认为20k。内容超过最少长度后才开启压缩，因为太短的内容压缩效果不佳，且压缩过程还会浪费系统资源。这个压缩长度会作为http响应头Content-Length字段返回给客户端。 建议值：1000 | |||
| gzip_comp_level | http, server, location | gzip_comp_level 1~9; | 压缩级别，默认值为1。范围为1～9级，压缩级别越高压缩率越高，但对系统性能要求越高。建议值：4 | |||
| gzip_types | http, server, location | gzip_types mime-type …; | 压缩内容类型，默认为text/html;。只压缩html文本，一般我们都会压缩js、css、json之类的，可以把这些常见的文本数据都配上。如：text/plain text/css application/json application/x-javascript text/xml application/xml application/xml+rss text/javascript; | |||
| open_file_cache | http, server, location | open_file_cache off; open_file_cache max=N [inactive=time]; | 默认值为off; 设置最大缓存数量，及缓存文件未使用的存活期。建议值：max=655350（和worker_rlimit_nofile参数一致） inactive=20s; | |||
| open_file_cache_min_uses | http, server, location | open_file_cache_min_uses number; | 默认为1，有效期内文件最少使有的次数。建议值：2 | |||
| open_file_cache_valid | http, server, location | open_file_cache_valid time; | 默认为60s，验证缓存有效期时间间隔。 表示每隔60s检查一下缓存的文件当中，有哪些文件在20s以内没有使用超过2次的，就从缓存中删除。采用lru算法。 | |||
| server | server { … } | http | HTTP服务器的核心配置，用于配置HTTP服务器的虚拟主机，可以配置多个 | |||
| listen | listen ip[:端口] | server | 配置虚拟主机监听的IP地址和端口，默认监听本机IP地址和80或8000端口。如果只设置了IP没设端口，默认使用80端口。如果只设置了端口，没设置IP默认使用本机IP。详细配置请参考：http://nginx.org/en/docs/http/ngx_http_core_module.html#listen | |||
| server_name | server_name domain_name …; | server | 配置虚拟主机的域名，可以指定多个，用空格分隔。默认为空 | |||
| charset | http, server, location, if in location | charset charset \ | off; | 设置请求编码，和url参数乱码问题有关。 | ||
| location | server, location | location[=\ | ~\ | ~*\ | ^~] uri { … } location @name { … } |
http请求中的一个重要配置项，用于配置客户端请求服务器url地址的匹配规则。可以配置多个匹配规则 |
3. 核心配置优化
# nginx不同于apache服务器，当进行了大量优化设置后会魔术般的明显性能提升效果
# nginx在安装完成后，大部分参数就已经是最优化了，我们需要管理的东西并不多
#user nobody;
#阻塞和非阻塞网络模型：
#同步阻塞模型，一请求一进（线）程，当进（线）程增加到一定程度后
#更多CPU时间浪费到切换一，性能急剧下降，所以负载率不高
#Nginx基于事件的非阻塞多路复用(epoll或kquene)模型
#一个进程在短时间内可以响应大量的请求
#建议值 <= cpu核心数量，一般高于cpu数量不会带好处，也许还有进程切换开销的负面影响
worker_processes 4;
#将work process绑定到特定cpu上，避免进程在cpu间切换的开销
worker_cpu_affinity 0001 0010 0100 1000
#8内核4进程时的设置方法 worker_cpu_affinity 00000001 00000010 00000100 10000000
# 每进程最大可打开文件描述符数量(linux上文件描述符比较广义，网络端口、设备、磁盘文件都是)
# 文件描述符用完了，新的连接会被拒绝，产生502类错误
# linux最大可打开文件数可通过ulimit -n FILECNT或 /etc/security/limits.conf配置
# 理论值 系统最大数量 / 进程数。但进程间工作量并不是平均分配的，所以可以设置的大一些
worker_rlimit_nofile 65535;
#error_log logs/error.log;
#error_log logs/error.log notice;
#error_log logs/error.log info;
#pid logs/nginx.pid;
events {
# 并发响应能力的关键配置值
# 每个进程允许的最大同时连接数，work_connectins * worker_processes = maxConnection;
# 要注意maxConnections不等同于可响应的用户数量，
# 因为一般一个浏览器会同时开两条连接，如果反向代理，nginx到后端服务器的连接也要占用连接数
# 所以，做静态服务器时，一般 maxClient = work_connectins * worker_processes / 2
# 做反向代理服务器时 maxClient = work_connectins * worker_processes / 4
# 这个值理论上越大越好，但最多可承受多少请求与配件和网络相关,也可最大可打开文件，最大可用sockets数量（约64K）有关
worker_connections 65535;
# 指明使用epoll 或 kquene (*BSD)
use epoll;
# 备注：要达到超高负载下最好的网络响应能力，还有必要优化与网络相关的linux内核参数
}
http {
include mime.types;
default_type application/octet-stream;
#log_format main '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
# '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
# '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';
# 关闭此项可减少IO开销，但也无法记录访问信息，不利用业务分析，一般运维情况不建议使用
access_log off
# 只记录更为严重的错误日志，可减少IO压力
error_log logs/error.log crit;
#access_log logs/access.log main;
# 启用内核复制模式，应该保持开启达到最快IO效率
sendfile on;
# 简单说，启动如下两项配置，会在数据包达到一定大小后再发送数据
# 这样会减少网络通信次数，降低阻塞概率，但也会影响响应及时性
# 比较适合于文件下载这类的大数据包通信场景
#tcp_nopush on; 在
#tcp_nodelay on|off on禁用Nagle算法
#keepalive_timeout 0;
# HTTP1.1支持持久连接alive
# 降低每个连接的alive时间可在一定程度上提高可响应连接数量，所以一般可适当降低此值
keepalive_timeout 30s;
# 启动内容压缩，有效降低网络流量
gzip on;
# 过短的内容压缩效果不佳，压缩过程还会浪费系统资源
gzip_min_length 1000;
# 可选值1~9,压缩级别越高压缩率越高，但对系统性能要求越高
gzip_comp_level 4;
# 压缩的内容类别
gzip_types text/plain text/css application/json application/x-javascript text/xml application/xml application/xml+rss text/javascript;
# 静态文件缓存
# 最大缓存数量，文件未使用存活期
open_file_cache max=65535 inactive=20s;
# 验证缓存有效期时间间隔
open_file_cache_valid 30s;
# 有效期内文件最少使用次数
open_file_cache_min_uses 2;
server {
listen 80;
server_name localhost;
charset utf-8;
#access_log logs/host.access.log main;
location / {
root html;
index index.html index.htm;
}
#error_page 404 /404.html;
# redirect server error pages to the static page /50x.html
#
error_page 500 502 503 504 /50x.html;
location = /50x.html {
root html;
}
...
}
...
}