一、前言

Nginx是目前负载均衡技术中的主流方案，几乎绝大部分项目都会使用它，Nginx是一个轻量级的高性能HTTP反向代理服务器，同时它也是一个通用类型的代理服务器，支持绝大部分协议，如TCP、UDP、SMTP、HTTPS等。

二、Nginx反向代理-负载均衡

nginx.conf配置

upstream nginx_boot{  
   # 30s内检查心跳发送两次包，未回复就代表该机器宕机，请求分发权重比为1:2  
   server 192.168.0.000:8080 weight=100 max_fails=2 fail_timeout=30s;   
   server 192.168.0.000:8090 weight=200 max_fails=2 fail_timeout=30s;  
   # 这里的IP请配置成你WEB服务所在的机器IP  
}  
  
server {  
    location / {  
        root   html;  
        # 配置一下index的地址，最后加上index.ftl。
        index  index.html index.htm index.jsp index.ftl;  
        proxy_set_header Host $host;  
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;  
        proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;  
        # 请求交给名为nginx_boot的upstream上  
        proxy_pass http://nginx_boot;  
    }  
}

• Nginx首先会根据配置的location规则进行匹配，根据客户端的请求路径/，会定位到location /{}规则；

• 然后根据该location中配置的proxy_pass会再找到名为nginx_boot的upstream；

• 最后根据upstream中的配置信息，将请求转发到运行WEB服务的机器处理，由于配置了多个WEB服务，且配置了权重值，因此Nginx会依次根据权重比分发请求。

upstream指令参数

• max_conns：限制最大同时连接数 1.11.5之前只能用于商业版

• slow_start：单位秒，权重在指定时间内从1上升到指定值，不适用与hash负载均衡、随机负载均衡 如果在 upstream 中只有一台 server，则该参数失效（商业版才有）

• down：禁止访问

• backup：备用机 只有在其他服务器无法访问的时候才能访问到 不适用与hash负载均衡、随机负载均衡

• max_fails：表示失败几次，则标记server已宕机，剔出上游服务 默认值1

• fail_timeout：表示失败的重试时间 默认值10

负载策略策略

nginx的负载均衡策略有六种：轮询、权重、ip_hash、least_conn(最少连接)、fair、url_hash。

1、轮询

默认策略，nginx自带策略。它是upstream模块默认的负载均衡默认策略。会将每个请求按时间顺序分配到不同的后端服务器。

http {
upstream my_load_balance {
server 192.168.1.12:80;
server 192.168.1.13:80;
}
server {
    listen 81;
    server_name www.laowubiji.com;

    location / {
        proxy_pass http://my_load_balance;
        proxy_set_header Host $proxy_host;
    }
}
}

2、权重

weight（权重，nginx自带策略）。指定轮询的访问几率，用于后端服务器性能不均时调整访问比例。权重越高，被分配的次数越多。　

http {
    upstream my_load_balance {
        server 192.168.1.12:80 weight=7;
        server 192.168.1.13:80 weight=2;
    }
  
    server {
        listen 81;
        server_name www.laowubiji.com;
  
        location / {
            proxy_pass http://my_load_balance;
            proxy_set_header Host $proxy_host;
        }
    }
}

3、 ip_hash

ip_hash（依据ip分配，nginx自带策略）：指定负载均衡器按照基于客户端IP的分配方式，这个方法确保了相同的客户端的请求一直发送到相同的服务器，可以解决session不能跨服务器的问题。

http {
    upstream my_load_balance {
        ip_hash;
        server 192.168.1.12:80;
        server 192.168.1.13:80;
    }
  
    server {
        listen 81;
        server_name www.laowubiji.com;
  
        location / {
            proxy_pass http://my_load_balance;
            proxy_set_header Host $proxy_host;
        }
    }
}

 4、least_conn

（最少连接，nginx自带策略）：把请求转发给连接数较少的后端服务器。

http {
    upstream my_load_balance {
        #把请求转发给连接数比较少的服务器
        least_conn;
        server 192.168.1.12:80;
        server 192.168.1.13:80;
    }
  
    server {
        listen 81;
        server_name www.laowubiji.com;
  
        location / {
            proxy_pass http://my_load_balance;
            proxy_set_header Host $proxy_host;
        }
    }
}  

5、fair

fair（第三方）：按照服务器端的响应时间来分配请求，响应时间短的优先分配。

http {
    upstream my_load_balance {
        fair;
        server 192.168.1.12:80;
        server 192.168.1.13:80;
    }
  
    server {
        listen 81;
        server_name www.laowubiji.com;
  
        location / {
            proxy_pass http://my_load_balance;
            proxy_set_header Host $proxy_host;
        }
    }
}  

6、url_hash

url_hash（第三方）：该策略按访问url的hash结果来分配请求，使每个url定向到同一个后端服务器，需要配合缓存用。

http {
    upstream my_load_balance {
        hash $request_uri;
        server 192.168.1.12:80;
        server 192.168.1.13:80;
    }
  
    server {
        listen 81;
        server_name www.laowubiji.com;
  
        location / {
            proxy_pass http://my_load_balance;
            proxy_set_header Host $proxy_host;
        }
    }
} 

三、Nginx动静分离

动静分离应该是听的次数较多的性能优化方案，那先思考一个问题：「「为什么需要做动静分离呢？它带来的好处是什么？」」 其实这个问题也并不难回答，当你搞懂了网站的本质后，自然就理解了动静分离的重要性。

当浏览器输入www.taobao.com访问淘宝首页时，打开开发者调试工具可以很明显的看到，首页加载会出现100+的请求数，而正常项目开发时，静态资源一般会放入到resources/static/目录下：

在项目上线部署时，这些静态资源会一起打成包，那此时思考一个问题：「「假设淘宝也是这样干的，那么首页加载时的请求最终会去到哪儿被处理？」」 答案毋庸置疑，首页100+的所有请求都会来到部署WEB服务的机器处理，那则代表着一个客户端请求淘宝首页，就会对后端服务器造成100+的并发请求。毫无疑问，这对于后端服务器的压力是尤为巨大的。

既然有这么多请求属于静态的，这些资源大概率情况下，长时间也不会出现变动，那为何还要让这些请求到后端再处理呢？能不能在此之前就提前处理掉？当然OK，因此经过分析之后能够明确一点：「「做了动静分离之后，至少能够让后端服务减少一半以上的并发量。」」 到此时大家应该明白了动静分离能够带来的性能收益究竟有多大。

#1、先在部署Nginx的机器，Nginx目录下创建一个目录static_resources
mkdir static_resources 
#2、将项目中所有的静态资源全部拷贝到该目录下，而后将项目中的静态资源移除重新打包。
#3、稍微修改一下nginx.conf的配置，增加一条location匹配规则
location ~ .*\.(html|htm|gif|jpg|jpeg|bmp|png|ico|txt|js|css){  
    root   /soft/nginx/static_resources;  
    expires 7d;  
}

然后照常启动nginx和移除了静态资源的WEB服务，你会发现原本的样式、js效果、图片等依旧有效。

解读location规则：location ~ .*\.(html|htm|gif|jpg|jpeg|bmp|png|ico|txt|js|css)

• ~代表匹配时区分大小写

• .*代表任意字符都可以出现零次或多次，即资源名不限制

• \.代表匹配后缀分隔符.

• (html|...|css)代表匹配括号里所有静态资源类型

综上所述，简单一句话概述：该配置表示匹配以.html~.css为后缀的所有资源请求。

四、Nginx资源压缩

建立在动静分离的基础之上，如果一个静态资源的Size越小，那么自然传输速度会更快，同时也会更节省带宽，因此我们在部署项目时，也可以通过Nginx对于静态资源实现压缩传输，一方面可以节省带宽资源，第二方面也可以加快响应速度并提升系统整体吞吐。

在Nginx也提供了三个支持资源压缩的模块ngx_http_gzip_module、ngx_http_gzip_static_module、ngx_http_gunzip_module，其中ngx_http_gzip_module属于内置模块，代表着可以直接使用该模块下的一些压缩指令，后续的资源压缩操作都基于该模块，先来看看压缩配置的一些参数/指令：

了解了Nginx中的基本压缩配置后，接下来可以在Nginx中简单配置一下：

http{
    # 开启压缩机制
    gzip on;
    # 指定会被压缩的文件类型(也可自己配置其他类型)
    gzip_types text/plain application/javascript text/css application/xml text/javascript image/jpeg image/gif image/png;
    # 设置压缩级别，越高资源消耗越大，但压缩效果越好
    gzip_comp_level 5;
    # 在头部中添加Vary: Accept-Encoding（建议开启）
    gzip_vary on;
    # 处理压缩请求的缓冲区数量和大小
    gzip_buffers 16 8k;
    # 对于不支持压缩功能的客户端请求不开启压缩机制
    gzip_disable "MSIE [1-6]\."; # 低版本的IE浏览器不支持压缩
    # 设置压缩响应所支持的HTTP最低版本
    gzip_http_version 1.1;
    # 设置触发压缩的最小阈值
    gzip_min_length 2k;
    # 关闭对后端服务器的响应结果进行压缩
    gzip_proxied off;
}

在上述的压缩配置中，最后一个gzip_proxied选项，可以根据系统的实际情况决定，总共存在多种选项：

• off：关闭Nginx对后台服务器的响应结果进行压缩。

• expired：如果响应头中包含Expires信息，则开启压缩。

• no-cache：如果响应头中包含Cache-Control:no-cache信息，则开启压缩。

• no-store：如果响应头中包含Cache-Control:no-store信息，则开启压缩。

• private：如果响应头中包含Cache-Control:private信息，则开启压缩。

• no_last_modified：如果响应头中不包含Last-Modified信息，则开启压缩。

• no_etag：如果响应头中不包含ETag信息，则开启压缩。

• auth：如果响应头中包含Authorization信息，则开启压缩。

• any：无条件对后端的响应结果开启压缩机制。

注意点：①对于图片、视频类型的数据，会默认开启压缩机制，因此一般无需再次开启压缩。②对于.js文件而言，需要指定压缩类型为application/javascript，而并非text/javascript、application/x-javascript。

五、Nginx缓冲区

先来思考一个问题，接入Nginx的项目一般请求流程为：“客户端→Nginx→服务端”，在这个过程中存在两个连接：“客户端→Nginx、Nginx→服务端”，那么两个不同的连接速度不一致，就会影响用户的体验（比如浏览器的加载速度跟不上服务端的响应速度）。

其实也就类似电脑的内存跟不上CPU速度，所以对于用户造成的体验感极差，因此在CPU设计时都会加入三级高速缓冲区，用于缓解CPU和内存速率不一致的矛盾。在Nginx也同样存在缓冲区的机制，主要目的就在于：「「用来解决两个连接之间速度不匹配造成的问题」」 ，有了缓冲后，Nginx代理可暂存后端的响应，然后按需供给数据给客户端。先来看看一些关于缓冲区的配置项：

• proxy_buffering：是否启用缓冲机制，默认为on关闭状态。

• client_body_buffer_size：设置缓冲客户端请求数据的内存大小。

• proxy_buffers：为每个请求/连接设置缓冲区的数量和大小，默认4 4k/8k。

• proxy_buffer_size：设置用于存储响应头的缓冲区大小。

• proxy_busy_buffers_size：在后端数据没有完全接收完成时，Nginx可以将busy状态的缓冲返回给客户端，该参数用来设置busy状态的buffer具体有多大，默认为proxy_buffer_size*2。

• proxy_temp_path：当内存缓冲区存满时，可以将数据临时存放到磁盘，该参数是设置存储缓冲数据的目录。

• path是临时目录的路径。

  • 语法：proxy_temp_path path; path是临时目录的路径

• proxy_temp_file_write_size：设置每次写数据到临时文件的大小限制。

• proxy_max_temp_file_size：设置临时的缓冲目录中允许存储的最大容量。

• 非缓冲参数项：

  • proxy_connect_timeout：设置与后端服务器建立连接时的超时时间。

  • proxy_read_timeout：设置从后端服务器读取响应数据的超时时间。

  • proxy_send_timeout：设置向后端服务器传输请求数据的超时时间。

具体的nginx.conf配置如下：

http{  
    proxy_connect_timeout 10;  
    proxy_read_timeout 120;  
    proxy_send_timeout 10;  
    proxy_buffering on;  
    client_body_buffer_size 512k;  
    proxy_buffers 4 64k;  
    proxy_buffer_size 16k;  
    proxy_busy_buffers_size 128k;  
    proxy_temp_file_write_size 128k;  
    proxy_temp_path /soft/nginx/temp_buffer;  
}

六、Nginx缓存机制

对于性能优化而言，缓存是一种能够大幅度提升性能的方案，因此几乎可以在各处都能看见缓存，如客户端缓存、代理缓存、服务器缓存等等，Nginx的缓存则属于代理缓存的一种。对于整个系统而言，加入缓存带来的优势额外明显：

• 减少了再次向后端或文件服务器请求资源的带宽消耗。

• 降低了下游服务器的访问压力，提升系统整体吞吐。

• 缩短了响应时间，提升了加载速度，打开页面的速度更快。

那么在Nginx中，又该如何配置代理缓存呢？先来看看缓存相关的配置项：

「proxy_cache_path」：代理缓存的路径。

语法：proxy_cache_path path [levels=levels] [use_temp_path=on|off] keys_zone=name:size [inactive=time] [max_size=size] [manager_files=number] [manager_sleep=time] [manager_threshold=time] [loader_files=number] [loader_sleep=time] [loader_threshold=time] [purger=on|off] [purger_files=number] [purger_sleep=time] [purger_threshold=time];

• path：缓存的路径地址。

• levels：缓存存储的层次结构，最多允许三层目录。

• use_temp_path：是否使用临时目录。

• keys_zone：指定一个共享内存空间来存储热点Key(1M可存储8000个Key)。

• inactive：设置缓存多长时间未被访问后删除（默认是十分钟）。

• max_size：允许缓存的最大存储空间，超出后会基于LRU算法移除缓存，Nginx会创建一个Cache manager的进程移除数据，也可以通过purge方式。

• manager_files：manager进程每次移除缓存文件数量的上限。

• manager_sleep：manager进程每次移除缓存文件的时间上限。

• manager_threshold：manager进程每次移除缓存后的间隔时间。

• loader_files：重启Nginx载入缓存时，每次加载的个数，默认100。

• loader_sleep：每次载入时，允许的最大时间上限，默认200ms。

• loader_threshold：一次载入后，停顿的时间间隔，默认50ms。

• purger：是否开启purge方式移除数据。

• purger_files：每次移除缓存文件时的数量。

• purger_sleep：每次移除时，允许消耗的最大时间。

• purger_threshold：每次移除完成后，停顿的间隔时间。

「proxy_cache」：开启或关闭代理缓存，开启时需要指定一个共享内存区域。

语法：

proxy_cache zone | off;

zone为内存区域的名称，即上面中keys_zone设置的名称。

「proxy_cache_key」：定义如何生成缓存的键。

语法：

proxy_cache_key string;

string为生成Key的规则，如$scheme$proxy_host$request_uri。

「proxy_cache_valid」：缓存生效的状态码与过期时间。

语法：

proxy_cache_valid [code ...] time;

code为状态码，time为有效时间，可以根据状态码设置不同的缓存时间。

例如：proxy_cache_valid 200 302 30m;

「proxy_cache_min_uses」：设置资源被请求多少次后被缓存。

语法：

proxy_cache_min_uses number;

number为次数，默认为1。

「proxy_cache_use_stale」：当后端出现异常时，是否允许Nginx返回缓存作为响应。

语法：

proxy_cache_use_stale error;

error为错误类型，可配置timeout|invalid_header|updating|http_500...。

「proxy_cache_lock」：对于相同的请求，是否开启锁机制，只允许一个请求发往后端。

语法：

proxy_cache_lock on | off;

「proxy_cache_lock_timeout」：配置锁超时机制，超出规定时间后会释放请求。

proxy_cache_lock_timeout time;

「proxy_cache_methods」：设置对于那些HTTP方法开启缓存。

语法：

proxy_cache_methods method;

method为请求方法类型，如GET、HEAD等。

「proxy_no_cache」：定义不存储缓存的条件，符合时不会保存。

语法：

proxy_no_cache string...;

string为条件，例如$cookie_nocache $arg_nocache $arg_comment;

「proxy_cache_bypass」：定义不读取缓存的条件，符合时不会从缓存中读取。

语法：

proxy_cache_bypass string...;

和上面proxy_no_cache的配置方法类似。

「add_header」：往响应头中添加字段信息。

语法：

add_header fieldName fieldValue;

「$upstream_cache_status」：记录了缓存是否命中的信息，存在多种情况：

• MISS：请求未命中缓存。

• HIT：请求命中缓存。

• EXPIRED：请求命中缓存但缓存已过期。

• STALE：请求命中了陈旧缓存。

• REVALIDDATED：Nginx验证陈旧缓存依然有效。

• UPDATING：命中的缓存内容陈旧，但正在更新缓存。

• BYPASS：响应结果是从原始服务器获取的。

“

PS：这个和之前的不同，之前的都是参数项，这个是一个Nginx内置变量。

：

http{  
    # 设置缓存的目录，并且内存中缓存区名为hot_cache，大小为128m，  
    # 三天未被访问过的缓存自动清楚，磁盘中缓存的最大容量为2GB。
    proxy_cache_path /soft/nginx/cache levels=1:2 keys_zone=hot_cache:128m inactive=3d max_size=2g;  
      
    server{  
        location / {  
            # 使用名为nginx_cache的缓存空间  
            proxy_cache hot_cache;  
            # 对于200、206、304、301、302状态码的数据缓存1天  
            proxy_cache_valid 200 206 304 301 302 1d;  
            # 对于其他状态的数据缓存30分钟  
            proxy_cache_valid any 30m;  
            # 定义生成缓存键的规则（请求的url+参数作为key）  
            proxy_cache_key $host$uri$is_args$args;  
            # 资源至少被重复访问三次后再加入缓存  
            proxy_cache_min_uses 3;  
            # 出现重复请求时，只让一个去后端读数据，其他的从缓存中读取  
            proxy_cache_lock on;  
            # 上面的锁超时时间为3s，超过3s未获取数据，其他请求直接去后端  
            proxy_cache_lock_timeout 3s;  
            # 对于请求参数或cookie中声明了不缓存的数据，不再加入缓存  
            proxy_no_cache $cookie_nocache $arg_nocache $arg_comment;  
            # 在响应头中添加一个缓存是否命中的状态（便于调试）  
            add_header Cache-status $upstream_cache_status;  
        }  
    }  
}

第一次访问时，因为还没有请求过资源，所以缓存中没有数据，因此没有命中缓存。第二、三次，依旧没有命中缓存，直至第四次时才显示命中，这是为什么呢？因为在前面的缓存配置中，我们配置了加入缓存的最低条件为：「「资源至少要被请求三次以上才会加入缓存。」」 这样可以避免很多无效缓存占用空间。

缓存清理

当缓存过多时，如果不及时清理会导致磁盘空间被“吃光”，因此我们需要一套完善的缓存清理机制去删除缓存，在之前的proxy_cache_path参数中有purger相关的选项，开启后可以帮我们自动清理缓存，但遗憾的是：**purger系列参数只有商业版的NginxPlus才能使用，因此需要付费才可使用。**

不过天无绝人之路，我们可以通过强大的第三方模块ngx_cache_purge来替代，先来安装一下该插件：①首先去到Nginx的安装目录下，创建一个cache_purge目录：

[root@localhost]# mkdir cache_purge && cd cache_purge  

②通过wget指令从github上拉取安装包的压缩文件并解压：

[root@localhost]# wget https://github.com/FRiCKLE/ngx_cache_purge/archive/2.3.tar.gz  
[root@localhost]# tar -xvzf 2.3.tar.gz  

③再次去到之前Nginx的解压目录下：

[root@localhost]# cd /soft/nginx/nginx1.21.6  

④重新构建一次Nginx，通过--add-module的指令添加刚刚的第三方模块：

[root@localhost]# ./configure --prefix=/soft/nginx/ --add-module=/soft/nginx/cache_purge/ngx_cache_purge-2.3/  

⑤重新根据刚刚构建的Nginx，再次编译一下，「但切记不要make install」 ：

[root@localhost]# make  

⑥删除之前Nginx的启动文件，不放心的也可以移动到其他位置：

[root@localhost]# rm -rf /soft/nginx/sbin/nginx  

⑦从生成的objs目录中，重新复制一个Nginx的启动文件到原来的位置：

[root@localhost]# cp objs/nginx /soft/nginx/sbin/nginx  

至此，第三方缓存清除模块ngx_cache_purge就安装完成了，接下来稍微修改一下nginx.conf配置，再添加一条location规则：

location ~ /purge(/.*) {  
  # 配置可以执行清除操作的IP（线上可以配置成内网机器）  
  # allow 127.0.0.1; # 代表本机  
  allow all; # 代表允许任意IP清除缓存  
  proxy_cache_purge $host$1$is_args$args;  
}  

然后再重启Nginx，接下来即可通过http://xxx/purge/xx的方式清除缓存。

七、Nginx实现IP黑白名单

有时候往往有些需求，可能某些接口只能开放给对应的合作商，或者购买/接入API的合作伙伴，那么此时就需要实现类似于IP白名单的功能。而有时候有些恶意攻击者或爬虫程序，被识别后需要禁止其再次访问网站，因此也需要实现IP黑名单。那么这些功能无需交由后端实现，可直接在Nginx中处理。

Nginx做黑白名单机制，主要是通过allow、deny配置项来实现：

allow xxx.xxx.xxx.xxx; # 允许指定的IP访问，可以用于实现白名单。  
deny xxx.xxx.xxx.xxx; # 禁止指定的IP访问，可以用于实现黑名单。  

要同时屏蔽/开放多个IP访问时，如果所有IP全部写在nginx.conf文件中定然是不显示的，这种方式比较冗余，那么可以新建两个文件BlocksIP.conf、WhiteIP.conf：

# --------黑名单：BlocksIP.conf---------  
deny 192.177.12.222; # 屏蔽192.177.12.222访问  
deny 192.177.44.201; # 屏蔽192.177.44.201访问  
deny 127.0.0.0/8; # 屏蔽127.0.0.1到127.255.255.254网段中的所有IP访问  
  
# --------白名单：WhiteIP.conf---------  
allow 192.177.12.222; # 允许192.177.12.222访问  
allow 192.177.44.201; # 允许192.177.44.201访问  
allow 127.45.0.0/16; # 允许127.45.0.1到127.45.255.254网段中的所有IP访问  
deny all; # 除开上述IP外，其他IP全部禁止访问  

分别将要禁止/开放的IP添加到对应的文件后，可以再将这两个文件在nginx.conf中导入：

http{  
    # 屏蔽该文件中的所有IP  
    include /soft/nginx/IP/BlocksIP.conf;   
 server{  
    location xxx {  
        # 某一系列接口只开放给白名单中的IP  
        include /soft/nginx/IP/blockip.conf;   
    }  
 }  
}

对于文件具体在哪儿导入，这个也并非随意的，如果要整站屏蔽/开放就在http中导入，如果只需要一个域名下屏蔽/开放就在sever中导入，如果只需要针对于某一系列接口屏蔽/开放IP，那么就在location中导入。

“

当然，上述只是最简单的IP黑/白名单实现方式，同时也可以通过ngx_http_geo_module、ngx_http_geo_module第三方库去实现（这种方式可以按地区、国家进行屏蔽，并且提供了IP库）。

八、Nginx跨域配置

跨域问题在之前的单体架构开发中，其实是比较少见的问题，除非是需要接入第三方SDK时，才需要处理此问题。但随着现在前后端分离、分布式架构的流行，跨域问题也成为了每个Java开发必须要懂得解决的一个问题。

跨域问题产生的原因

产生跨域问题的主要原因就在于 「同源策略」 ，为了保证用户信息安全，防止恶意网站窃取数据，同源策略是必须的，否则cookie可以共享。由于http无状态协议通常会借助cookie来实现有状态的信息记录，例如用户的身份/密码等，因此一旦cookie被共享，那么会导致用户的身份信息被盗取。

同源策略主要是指三点相同，「「协议+域名+端口」」 相同的两个请求，则可以被看做是同源的，但如果其中任意一点存在不同，则代表是两个不同源的请求，同源策略会限制了不同源之间的资源交互。

Nginx解决跨域问题

弄明白了跨域问题的产生原因，接下来看看Nginx中又该如何解决跨域呢？其实比较简单，在nginx.conf中稍微添加一点配置即可：

location / {  
    # 允许跨域的请求，可以自定义变量$http_origin，*表示所有  
    add_header 'Access-Control-Allow-Origin' *;  
    # 允许携带cookie请求  
    add_header 'Access-Control-Allow-Credentials' 'true';  
    # 允许跨域请求的方法：GET,POST,OPTIONS,PUT  
    add_header 'Access-Control-Allow-Methods' 'GET,POST,OPTIONS,PUT';  
    # 允许请求时携带的头部信息，*表示所有  
    add_header 'Access-Control-Allow-Headers' *;  
    # 允许发送按段获取资源的请求  
    add_header 'Access-Control-Expose-Headers' 'Content-Length,Content-Range';  
    # 一定要有！！！否则Post请求无法进行跨域！
    # 在发送Post跨域请求前，会以Options方式发送预检请求，服务器接受时才会正式请求  
    if ($request_method = 'OPTIONS') {  
        add_header 'Access-Control-Max-Age' 1728000;  
        add_header 'Content-Type' 'text/plain; charset=utf-8';  
        add_header 'Content-Length' 0;  
        # 对于Options方式的请求返回204，表示接受跨域请求  
        return 204;  
    }  
}

在nginx.conf文件加上如上配置后，跨域请求即可生效了。

“

但如果后端是采用分布式架构开发的，有时候RPC调用也需要解决跨域问题，不然也同样会出现无法跨域请求的异常，因此可以在你的后端项目中，通过继承HandlerInterceptorAdapter类、实现WebMvcConfigurer接口、添加@CrossOrgin注解的方式实现接口之间的跨域配置。

九、Nginx防盗链设计 

首先了解一下何谓盗链：「「盗链即是指外部网站引入当前网站的资源对外展示」」 ，来举个简单的例子理解：

“

好比壁纸网站X站、Y站，X站是一点点去购买版权、签约作者的方式，从而积累了海量的壁纸素材，但Y站由于资金等各方面的原因，就直接通过<img src="X站/xxx.jpg" />这种方式照搬了X站的所有壁纸资源，继而提供给用户下载。

那么如果我们自己是这个X站的Boss，心中必然不爽，那么此时又该如何屏蔽这类问题呢？那么接下来要叙说的「「防盗链」」 登场了！

Nginx的防盗链机制实现，跟一个头部字段：Referer有关，该字段主要描述了当前请求是从哪儿发出的，那么在Nginx中就可获取该值，然后判断是否为本站的资源引用请求，如果不是则不允许访问。Nginx中存在一个配置项为valid_referers，正好可以满足前面的需求，语法如下：

valid_referers none | blocked | server_names | string ...;

• none：表示接受没有Referer字段的HTTP请求访问。

• blocked：表示允许http://或https//以外的请求访问。

• server_names：资源的白名单，这里可以指定允许访问的域名。

• string：可自定义字符串，支配通配符、正则表达式写法。

简单了解语法后，接下来的实现如下：

# 在动静分离的location中开启防盗链机制  
location ~ .*\.(html|htm|gif|jpg|jpeg|bmp|png|ico|txt|js|css){  
    # 最后面的值在上线前可配置为允许的域名地址  
    valid_referers blocked 192.168.12.129;  
    if ($invalid_referer) {  
        # 可以配置成返回一张禁止盗取的图片  
        # rewrite   ^/ http://xx.xx.com/NO.jpg;  
        # 也可直接返回403  
        return   403;  
    }  
      
    root   /soft/nginx/static_resources;  
    expires 7d;  
}

根据上述中的内容配置后，就已经通过Nginx实现了最基本的防盗链机制，最后只需要额外重启一下就好啦！当然，对于防盗链机制实现这块，也有专门的第三方模块ngx_http_accesskey_module实现了更为完善的设计，感兴趣的小伙伴可以自行去看看。

“

PS：防盗链机制也无法解决爬虫伪造referers信息的这种方式抓取数据。

 十、Nginx大文件传输配置

在某些业务场景中需要传输一些大文件，但大文件传输时往往都会会出现一些Bug，比如文件超出限制、文件传输过程中请求超时等，那么此时就可以在Nginx稍微做一些配置，先来了解一些关于大文件传输时可能会用的配置项：

在传输大文件时，client_max_body_size、client_header_timeout、proxy_read_timeout、proxy_send_timeout这四个参数值都可以根据自己项目的实际情况来配置。

上述配置仅是作为代理层需要配置的，因为最终客户端传输文件还是直接与后端进行交互，这里只是把作为网关层的Nginx配置调高一点，调到能够“容纳大文件”传输的程度。当然，Nginx中也可以作为文件服务器使用，但需要用到一个专门的第三方模块nginx-upload-module，如果项目中文件上传的作用处不多，那么建议可以通过Nginx搭建，毕竟可以节省一台文件服务器资源。但如若文件上传/下载较为频繁，那么还是建议额外搭建文件服务器，并将上传/下载功能交由后端处理。

十一、Nginx配置SLL证书 

随着越来越多的网站接入HTTPS，因此Nginx中仅配置HTTP还不够，往往还需要监听443端口的请求，HTTPS为了确保通信安全，所以服务端需配置对应的数字证书，当项目使用Nginx作为网关时，那么证书在Nginx中也需要配置，

安装SSL模块

要在nginx中配置https，就必须安装ssl模块，也就是: http_ssl_module。

进入到nginx的解压目录：/home/software/nginx-1.16.1

新增ssl模块(原来的那些模块需要保留)

./configure \
--prefix=/usr/local/nginx \
--pid-path=/var/run/nginx/nginx.pid \
--lock-path=/var/lock/nginx.lock \
--error-log-path=/var/log/nginx/error.log \
--http-log-path=/var/log/nginx/access.log \
--with-http_gzip_static_module \
--http-client-body-temp-path=/var/temp/nginx/client \
--http-proxy-temp-path=/var/temp/nginx/proxy \
--http-fastcgi-temp-path=/var/temp/nginx/fastcgi \
--http-uwsgi-temp-path=/var/temp/nginx/uwsgi \
--http-scgi-temp-path=/var/temp/nginx/scgi  \
--with-http_ssl_module

编译和安装

makemake install

把ssl证书 *.crt 和 私钥 *.key 拷贝到/usr/local/nginx/conf目录中。

新增 server 监听 443 端口：

server {
    listen       443;
    server_name  www.imoocdsp.com;
    # 开启ssl
    ssl     on;
    # 配置ssl证书
    ssl_certificate      1_www.imoocdsp.com_bundle.crt;
    # 配置证书秘钥
    ssl_certificate_key  2_www.imoocdsp.com.key;
    # ssl会话cache
    ssl_session_cache    shared:SSL:1m;
    # ssl会话超时时间
    ssl_session_timeout  5m;
    # 配置加密套件，写法遵循 openssl 标准
    ssl_protocols TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2;
    ssl_ciphers ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:HIGH:!aNULL:!MD5:!RC4:!DHE;
    ssl_prefer_server_ciphers on;
    
    location / {
        proxy_pass http://tomcats/;
        index  index.html index.htm;
    }
}

接下来简单聊一下关于SSL证书配置过程：

①先去CA机构或从云控制台中申请对应的SSL证书，审核通过后下载Nginx版本的证书。

②下载数字证书后，完整的文件总共有三个：.crt、.key、.pem：

• .crt：数字证书文件，.crt是.pem的拓展文件，因此有些人下载后可能没有。

• .key：服务器的私钥文件，及非对称加密的私钥，用于解密公钥传输的数据。

• .pem：Base64-encoded编码格式的源证书文本文件，可自行根需求修改拓展名。

③在Nginx目录下新建certificate目录，并将下载好的证书/私钥等文件上传至该目录。

④最后修改一下nginx.conf文件即可，如下：

# ----------HTTPS配置-----------  
server {  
    # 监听HTTPS默认的443端口  
    listen 443;  
    # 配置自己项目的域名  
    server_name www.xxx.com;  
    # 打开SSL加密传输  
    ssl on;  
    # 输入域名后，首页文件所在的目录  
    root html;  
    # 配置首页的文件名  
    index index.html index.htm index.jsp index.ftl;  
    # 配置自己下载的数字证书  
    ssl_certificate  certificate/xxx.pem;  
    # 配置自己下载的服务器私钥  
    ssl_certificate_key certificate/xxx.key;  
    # 停止通信时，加密会话的有效期，在该时间段内不需要重新交换密钥  
    ssl_session_timeout 5m;  
    # TLS握手时，服务器采用的密码套件  
    ssl_ciphers ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE:ECDH:AES:HIGH:!NULL:!aNULL:!MD5:!ADH:!RC4;  
    # 服务器支持的TLS版本  
    ssl_protocols TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2;  
    # 开启由服务器决定采用的密码套件  
    ssl_prefer_server_ciphers on;  
  
    location / {  
        ....  
    }  
}  
  
# ---------HTTP请求转HTTPS-------------  
server {  
    # 监听HTTP默认的80端口  
    listen 80;  
    # 如果80端口出现访问该域名的请求  
    server_name www.xxx.com;  
    # 将请求改写为HTTPS（这里写你配置了HTTPS的域名）  
    rewrite ^(.*)$ https://www.xxx.com;  
}

OK~，根据如上配置了Nginx后，你的网站即可通过https://的方式访问，并且当客户端使用http://的方式访问时，会自动将其改写为HTTPS请求。

十二、Nginx的高可用

线上如果采用单个节点的方式部署Nginx，难免会出现天灾人祸，比如系统异常、程序宕机、服务器断电、机房爆炸、地球毁灭....哈哈哈，夸张了。但实际生产环境中确实存在隐患问题，由于Nginx作为整个系统的网关层接入外部流量，所以一旦Nginx宕机，最终就会导致整个系统不可用，这无疑对于用户的体验感是极差的，因此也得保障Nginx高可用的特性。

“

接下来则会通过keepalived的VIP机制，实现Nginx的高可用。VIP并不是只会员的意思，而是指Virtual IP，即虚拟IP。

keepalived在之前单体架构开发时，是一个用的较为频繁的高可用技术，比如MySQL、Redis、MQ、Proxy、Tomcat等各处都会通过keepalived提供的VIP机制，实现单节点应用的高可用。

Keepalived+重启脚本+双机热备搭建

①首先创建一个对应的目录并下载keepalived到Linux中并解压：

[root@localhost]# mkdir /soft/keepalived && cd /soft/keepalived  
[root@localhost]# wget https://www.keepalived.org/software/keepalived-2.2.4.tar.gz  
[root@localhost]# tar -zxvf keepalived-2.2.4.tar.gz  

②进入解压后的keepalived目录并构建安装环境，然后编译并安装：

[root@localhost]# cd keepalived-2.2.4  
[root@localhost]# ./configure --prefix=/soft/keepalived/  
[root@localhost]# make && make install  

③进入安装目录的/soft/keepalived/etc/keepalived/并编辑配置文件：

[root@localhost]# cd /soft/keepalived/etc/keepalived/  
[root@localhost]# vi keepalived.conf  

④编辑主机的keepalived.conf核心配置文件，如下：

global_defs {  
    # 自带的邮件提醒服务，建议用独立的监控或第三方SMTP，也可选择配置邮件发送。
    notification_email {  
        root@localhost  
    }  
    notification_email_from root@localhost  
    smtp_server localhost  
    smtp_connect_timeout 30  
    # 高可用集群主机身份标识(集群中主机身份标识名称不能重复，建议配置成本机IP)  
 router_id 192.168.12.129   
}  
  
# 定时运行的脚本文件配置  
vrrp_script check_nginx_pid_restart {  
    # 之前编写的nginx重启脚本的所在位置  
 script "/soft/scripts/keepalived/check_nginx_pid_restart.sh"   
    # 每间隔3秒执行一次  
 interval 3  
    # 如果脚本中的条件成立，重启一次则权重-20  
 weight -20  
}  
  
# 定义虚拟路由，VI_1为虚拟路由的标示符（可自定义名称）  
vrrp_instance VI_1 {  
    # 当前节点的身份标识：用来决定主从（MASTER为主机，BACKUP为从机）  
 state MASTER  
    # 绑定虚拟IP的网络接口，根据自己的机器的网卡配置  
 interface ens33   
    # 虚拟路由的ID号，主从两个节点设置必须一样  
 virtual_router_id 121  
    # 填写本机IP  
 mcast_src_ip 192.168.12.129  
    # 节点权重优先级，主节点要比从节点优先级高  
 priority 100  
    # 优先级高的设置nopreempt，解决异常恢复后再次抢占造成的脑裂问题  
 nopreempt  
    # 组播信息发送间隔，两个节点设置必须一样，默认1s（类似于心跳检测）  
 advert_int 1  
    authentication {  
        auth_type PASS  
        auth_pass 1111  
    }  
    # 将track_script块加入instance配置块  
    track_script {  
        # 执行Nginx监控的脚本  
  check_nginx_pid_restart  
    }  
  
    virtual_ipaddress {  
        # 虚拟IP(VIP)，也可扩展，可配置多个。
  192.168.12.111  
    }  
}

⑤克隆一台之前的虚拟机作为从（备）机，编辑从机的keepalived.conf文件，如下：

global_defs {  
    # 自带的邮件提醒服务，建议用独立的监控或第三方SMTP，也可选择配置邮件发送。
    notification_email {  
        root@localhost  
    }  
    notification_email_from root@localhost  
    smtp_server localhost  
    smtp_connect_timeout 30  
    # 高可用集群主机身份标识(集群中主机身份标识名称不能重复，建议配置成本机IP)  
 router_id 192.168.12.130   
}  
  
# 定时运行的脚本文件配置  
vrrp_script check_nginx_pid_restart {  
    # 之前编写的nginx重启脚本的所在位置  
 script "/soft/scripts/keepalived/check_nginx_pid_restart.sh"   
    # 每间隔3秒执行一次  
 interval 3  
    # 如果脚本中的条件成立，重启一次则权重-20  
 weight -20  
}  
  
# 定义虚拟路由，VI_1为虚拟路由的标示符（可自定义名称）  
vrrp_instance VI_1 {  
    # 当前节点的身份标识：用来决定主从（MASTER为主机，BACKUP为从机）  
 state BACKUP  
    # 绑定虚拟IP的网络接口，根据自己的机器的网卡配置  
 interface ens33   
    # 虚拟路由的ID号，主从两个节点设置必须一样  
 virtual_router_id 121  
    # 填写本机IP  
 mcast_src_ip 192.168.12.130  
    # 节点权重优先级，主节点要比从节点优先级高  
 priority 90  
    # 优先级高的设置nopreempt，解决异常恢复后再次抢占造成的脑裂问题  
 nopreempt  
    # 组播信息发送间隔，两个节点设置必须一样，默认1s（类似于心跳检测）  
 advert_int 1  
    authentication {  
        auth_type PASS  
        auth_pass 1111  
    }  
    # 将track_script块加入instance配置块  
    track_script {  
        # 执行Nginx监控的脚本  
  check_nginx_pid_restart  
    }  
  
    virtual_ipaddress {  
        # 虚拟IP(VIP)，也可扩展，可配置多个。
  192.168.12.111  
    }  
}

⑥新建scripts目录并编写Nginx的重启脚本，check_nginx_pid_restart.sh：

[root@localhost]# mkdir /soft/scripts /soft/scripts/keepalived  
[root@localhost]# touch /soft/scripts/keepalived/check_nginx_pid_restart.sh  
[root@localhost]# vi /soft/scripts/keepalived/check_nginx_pid_restart.sh  
  
#!/bin/sh  
# 通过ps指令查询后台的nginx进程数，并将其保存在变量nginx_number中  
nginx_number=`ps -C nginx --no-header | wc -l`  
# 判断后台是否还有Nginx进程在运行  
if [ $nginx_number -eq 0 ];then  
    # 如果后台查询不到`Nginx`进程存在，则执行重启指令  
    /soft/nginx/sbin/nginx -c /soft/nginx/conf/nginx.conf  
    # 重启后等待1s后，再次查询后台进程数  
    sleep 1  
    # 如果重启后依旧无法查询到nginx进程  
    if [ `ps -C nginx --no-header | wc -l` -eq 0 ];then  
        # 将keepalived主机下线，将虚拟IP漂移给从机，从机上线接管Nginx服务  
        systemctl stop keepalived.service  
    fi  
fi  

⑦编写的脚本文件需要更改编码格式，并赋予执行权限，否则可能执行失败：

[root@localhost]# vi /soft/scripts/keepalived/check_nginx_pid_restart.sh  
  
:set fileformat=unix # 在vi命令里面执行，修改编码格式  
:set ff # 查看修改后的编码格式  
  
[root@localhost]# chmod +x /soft/scripts/keepalived/check_nginx_pid_restart.sh  

⑧由于安装keepalived时，是自定义的安装位置，因此需要拷贝一些文件到系统目录中：

[root@localhost]# mkdir /etc/keepalived/  
[root@localhost]# cp /soft/keepalived/etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/  
[root@localhost]# cp /soft/keepalived/keepalived-2.2.4/keepalived/etc/init.d/keepalived /etc/init.d/  
[root@localhost]# cp /soft/keepalived/etc/sysconfig/keepalived /etc/sysconfig/  

⑨将keepalived加入系统服务并设置开启自启动，然后测试启动是否正常：

[root@localhost]# chkconfig keepalived on  
[root@localhost]# systemctl daemon-reload  
[root@localhost]# systemctl enable keepalived.service  
[root@localhost]# systemctl start keepalived.service  

其他命令：

systemctl disable keepalived.service # 禁止开机自动启动  
systemctl restart keepalived.service # 重启keepalived  
systemctl stop keepalived.service # 停止keepalived  
tail -f /var/log/messages # 查看keepalived运行时日志  

⑩最后测试一下VIP是否生效，通过查看本机是否成功挂载虚拟IP：

[root@localhost]# ip addr  

“

从上图中可以明显看见虚拟IP已经成功挂载，但另外一台机器192.168.12.130并不会挂载这个虚拟IP，只有当主机下线后，作为从机的192.168.12.130才会上线，接替VIP。最后测试一下外网是否可以正常与VIP通信，即在Windows中直接ping VIP：

外部通过VIP通信时，也可以正常Ping通，代表虚拟IP配置成功。

Nginx高可用性测试

经过上述步骤后，keepalived的VIP机制已经搭建成功，在上个阶段中主要做了几件事：

• 一、为部署Nginx的机器挂载了VIP。

• 二、通过keepalived搭建了主从双机热备。

• 三、通过keepalived实现了Nginx宕机重启。

由于前面没有域名的原因，因此最初server_name配置的是当前机器的IP，所以需稍微更改一下nginx.conf的配置：

sever{  
    listen    80;  
    # 这里从机器的本地IP改为虚拟IP  
 server_name 192.168.12.111;  
 # 如果这里配置的是域名，那么则将域名的映射配置改为虚拟IP  
}

最后来实验一下效果：

“

在上述过程中，首先分别启动了keepalived、nginx服务，然后通过手动停止nginx的方式模拟了Nginx宕机情况，过了片刻后再次查询后台进程，我们会发现nginx依旧存活。

从这个过程中不难发现，keepalived已经为我们实现了Nginx宕机后自动重启的功能，那么接着再模拟一下服务器出现故障时的情况：

“

在上述过程中，我们通过手动关闭keepalived服务模拟了机器断电、硬件损坏等情况（因为机器断电等情况=主机中的keepalived进程消失），然后再次查询了一下本机的IP信息，很明显会看到VIP消失了！

现在再切换到另外一台机器：192.168.12.130来看看情况：

“

此刻我们会发现，在主机192.168.12.129宕机后，VIP自动从主机飘移到了从机192.168.12.130上，而此时客户端的请求就最终会来到130这台机器的Nginx上。

「「最终，利用Keepalived对Nginx做了主从热备之后，无论是遇到线上宕机还是机房断电等各类故障时，都能够确保应用系统能够为用户提供7x24小时服务。」」

十三、其他优化

优化一：打开长连接配置

通常Nginx作为代理服务，负责分发客户端的请求，那么建议开启HTTP长连接，用户减少握手的次数，降低服务器损耗，具体如下：

upstream xxx {  
    # 长连接数  
    keepalive 32;  
    # 每个长连接提供的最大请求数  
    keepalived_requests 100;  
    # 每个长连接没有新的请求时，保持的最长时间  
    keepalive_timeout 60s;  
}  

优化二、开启零拷贝技术

零拷贝这个概念，在大多数性能较为不错的中间件中都有出现，例如Kafka、Netty等，而Nginx中也可以配置数据零拷贝技术，如下：

sendfile on; # 开启零拷贝机制  

零拷贝读取机制与传统资源读取机制的区别：

• 「传统方式：」 硬件-->内核-->用户空间-->程序空间-->程序内核空间-->网络套接字

• 「零拷贝方式：」 硬件-->内核-->程序内核空间-->网络套接字

从上述这个过程对比，很轻易就能看出两者之间的性能区别。

优化三、开启无延迟或多包共发机制

在Nginx中有两个较为关键的性能参数，即tcp_nodelay、tcp_nopush，开启方式如下：

tcp_nodelay on;  
tcp_nopush on;  

TCP/IP协议中默认是采用了Nagle算法的，即在网络数据传输过程中，每个数据报文并不会立马发送出去，而是会等待一段时间，将后面的几个数据包一起组合成一个数据报文发送，但这个算法虽然提高了网络吞吐量，但是实时性却降低了。

“

因此你的项目属于交互性很强的应用，那么可以手动开启tcp_nodelay配置，让应用程序向内核递交的每个数据包都会立即发送出去。但这样会产生大量的TCP报文头，增加很大的网络开销。

相反，有些项目的业务对数据的实时性要求并不高，追求的则是更高的吞吐，那么则可以开启tcp_nopush配置项，这个配置就类似于“塞子”的意思，首先将连接塞住，使得数据先不发出去，等到拔去塞子后再发出去。设置该选项后，内核会尽量把小数据包拼接成一个大的数据包（一个MTU）再发送出去.

“

当然若一定时间后（一般为200ms），内核仍然没有积累到一个MTU的量时，也必须发送现有的数据，否则会一直阻塞。

tcp_nodelay、tcp_nopush两个参数是“互斥”的，如果追求响应速度的应用推荐开启tcp_nodelay参数，如IM、金融等类型的项目。如果追求吞吐量的应用则建议开启tcp_nopush参数，如调度系统、报表系统等。

“

注意：①tcp_nodelay一般要建立在开启了长连接模式的情况下使用。②tcp_nopush参数是必须要开启sendfile参数才可使用的。

优化四、调整Worker工作进程

Nginx启动后默认只会开启一个Worker工作进程处理客户端请求，而我们可以根据机器的CPU核数开启对应数量的工作进程，以此来提升整体的并发量支持，如下：

# 自动根据CPU核心数调整Worker进程数量  
worker_processes auto;  

“

工作进程的数量最高开到8个就OK了，8个之后就不会有再大的性能提升。

同时也可以稍微调整一下每个工作进程能够打开的文件句柄数：

# 每个Worker能打开的文件描述符，最少调整至1W以上，负荷较高建议2-3W  
worker_rlimit_nofile 20000;  

“

操作系统内核（kernel）都是利用文件描述符来访问文件，无论是打开、新建、读取、写入文件时，都需要使用文件描述符来指定待操作的文件，因此该值越大，代表一个进程能够操作的文件越多（但不能超出内核限制，最多建议3.8W左右为上限）。

优化五、开启CPU亲和机制

对于并发编程较为熟悉的伙伴都知道，因为进程/线程数往往都会远超出系统CPU的核心数，因为操作系统执行的原理本质上是采用时间片切换机制，也就是一个CPU核心会在多个进程之间不断频繁切换，造成很大的性能损耗。

而CPU亲和机制则是指将每个Nginx的工作进程，绑定在固定的CPU核心上，从而减小CPU切换带来的时间开销和资源损耗，开启方式如下：

worker_cpu_affinity auto;  

优化六、开启epoll模型及调整并发连接数

在最开始就提到过：Nginx、Redis都是基于多路复用模型去实现的程序，但最初版的多路复用模型select/poll最大只能监听1024个连接，而epoll则属于select/poll接口的增强版，因此采用该模型能够大程度上提升单个Worker的性能，如下：

events {  
    # 使用epoll网络模型  
    use epoll;  
    # 调整每个Worker能够处理的连接数上限  
    worker_connections  10240;  
}  

“

这里对于select/poll/epoll模型就不展开细说了，后面的IO模型文章中会详细剖析。