Docker 安装Nginx与配置Nginx

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前言

1.什么是nginx

   Nginx (engine x) 是一个高性能的HTTP和反向代理web服务器，ginx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。其特点是占有内存少，并发能力强，事实上nginx的并发能力确实在同类型的网页服务器中表现较好

2.为什么使用nginx

在传统的Web项目中，并发量小，用户使用的少。所以在低并发的情况下，用户可以直接访问tomcat服务器，然后tomcat服务器返回消息给用户。

用户访问<-->Tomcat服务器

而在互联网项目下，因单个tomcat默认并发量有限制。如果请求量过大，会产生如下问题：

Tomcat8 默认配置的最大请求数是 150，也就是说同时支持 150 个并发，当然了，也可以将其改大。
当某个应用拥有 250 个以上并发的时候，应考虑应用服务器的集群。
具体能承载多少并发，需要看硬件的配置，CPU 越多性能越高，分配给 JVM 的内存越多性能也就越高，但也会加重 GC 的负担。
操作系统对于进程中的线程数有一定的限制：
Windows 每个进程中的线程数不允许超过 2000
Linux 每个进程中的线程数不允许超过 1000
Tomcat的最大并发数是可以配置的，实际运用中，最大并发数与硬件性能和CPU数量都有很大关系的。更好的硬件，更多的处理器都会使Tomcat支持更多的并发。
maxThreads="150" 最大并发数 
minSpareThreads="10"///初始化时创建的线程数
maxSpareThreads="500"///一旦创建的线程超过这个值，Tomcat就会关闭不再需要的socket线程。

3.高并发

是互联网分布式系统架构设计中必须考虑的因素之一，它通常是指，通过设计保证系统能够同时并行处理很多请求。
高并发相关常用的一些指标有响应时间（Response Time），吞吐量（Throughput），每秒查询率QPS（Query Per Second），并发用户数等。

响应时间： 系统对请求做出响应的时间。例如系统处理一个HTTP请求需要200ms，这个200ms就是系统的响应时间。

吞吐量： 单位时间内处理的请求数量。

QPS： 每秒响应请求数。在互联网领域，这个指标和吞吐量区分的没有这么明显。

并发用户数： 同时承载正常使用系统功能的用户数量。

高可用（High Availability）
通常来描述一个系统经过专门的设计，从而减少停工时间，而保持其服务的高度可用性。
(一直都能用 99.9999%)

高性能：
是指服务响应时间快，（CPU/处理器/内存）特别是在高并发下响应时间不会急剧增加。

4.Nginx特点：

高并发、高性能，
可扩展性好，
高可靠性，
热部署，
BSD许可证。

对于反向代理和正向代理这篇文章讲的很仔细了
正向代理和反向代理

提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、docker安装nginx

docker run -d --name mynginx --restart=always -v /home/nginx/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf -v /home/nginx/default.conf:/etc/nginx/conf.d/default.conf -p 8080:80 -t nginx

提示：我是安装在/home/nginx目录下的，所以先建这个目录 mkdir nginx。

-v
表示文件挂载，用法： -v 本地挂载文件:容器目标文件。

-d
容器将在后台以守护进程的形式运行，而不会阻塞终端。

–restart=always
运行容器时使用–restart参数可以指定一个restart策略，来指示在退出时容器应该如何重启或不应该重启。

no – 容器退出时不要自动重启。这个是默认值。

on-failure[:max-retries] – 只在容器以非0状态码退出时重启。可选的，可以退出docker daemon尝试重启容器的次数。

always – 不管退出状态码是什么始终重启容器。当指定always时，docker daemon将无限次数地重启容器。容器也会在daemon启动时尝试重启，不管容器当时的状态如何。

unless-stopped – 不管退出状态码是什么始终重启容器，不过当daemon启动时，如果容器之前已经为停止状态，不要尝试启动它。

查看nginx版本可以通过命令 docker inspect nginx 查看

二、Nginx配置简介

1.文件讲解

 文件挂载到本地后会看到两个文件

default.conf  nginx.conf

default.conf:
默认的 nginx 配置文件
nginx.conf:
nginx的主配置文件，它包含了全局配置和一些默认的设置，影响整个nginx服务器的行为，这个文件通常用于配置一些全局性的参数。

2.nginx.conf

cat nginx.conf

user  nginx;#Nginx 主配置文件中的一个重要选项，用于指定 Nginx 服务器的工作进程数。
#每个工作进程都是一个独立的 Nginx 进程，用于处理客户端请求
#Nginx 将根据可用的 CPU 核数动态确定工作进程的数量。这样可以更好地利用多核系统的性能。
#例如：worker_processes  4，配置4个线程
worker_processes  auto;

error_log  /var/log/nginx/error.log notice;
pid        /var/run/nginx.pid;

#配置与连接处理相关的参数，如最大连接数
events {
    worker_connections  1024;}

#配置 HTTP 服务器的参数，设定http服务器，利用它的反向代理功能提供负载均衡支持
http {
    #引入其他配置文件，通常用于模块化配置。在conf/mime.types查看支持哪些类型
    include       /etc/nginx/mime.types;
    default_type  application/octet-stream;

    #配置日志格式
    log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local]"$request" '
                      '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                      '"$http_user_agent""$http_x_forwarded_for"';

    access_log  /var/log/nginx/access.log  main;
    
     #是否使用sendfile传输文件
    sendfile        on;#tcp_nopush     on;

    #连接超时时间
    keepalive_timeout  65;#gzipon;

    include /etc/nginx/conf.d/*.conf;
}

3.default.conf

server {
    ##配置监听端口
    listen       80;
    listen  [::]:80;
    #配置服务器名
    server_name  localhost;#access_log  /var/log/nginx/host.access.log  main;

    location /{
        root   /usr/share/nginx/html;
        index  index.html index.htm;}
    
    #配置404页面
    #error_page  404/404.html;#redirectserver error pages to the static page /50x.html
    
    #配置50x页面
    error_page   500502503504/50x.html;
    #精确匹配 
    location =/50x.html {#root是配置服务器的默认网站根目录位置，在nginx目录下html
        root   /usr/share/nginx/html;}
    
    #这是转发php脚本代理到127.0.0.1:80的Apache侦听
    #proxythe PHP scripts to Apache listening on 127.0.0.1:80
    #
    #location~ \.php$ {#proxy_pass   http://127.0.0.1;
    #}#passthe PHP scripts to FastCGI server listening on 127.0.0.1:9000
    #
    #location~ \.php$ {#roothtml;#fastcgi_pass   127.0.0.1:9000;#fastcgi_index  index.php;#fastcgi_param  SCRIPT_FILENAME  /scripts$fastcgi_script_name;#includefastcgi_params;
    #}#denyaccess to .htaccess files,if Apache's document root#concurswith nginx's one
    #
    #禁止访问 .htxxx 文件
    #location~/\.ht {#denyall;
    #}}

三、nginx负载均衡

1.配置服务器列表地址

修改配置文件 vim default.conf

注意：我们nginx容器启动时-p 8080:80， 下面8001，8002，8003端口为别对应的三个web容器服务，也需要在启动时映射端口到80端口，例如 -p 8001:80 

upstream servercluster 
 {
    server 127.0.0.1:8001;
    server 127.0.0.1:8002;
    server 127.0.0.1:8003;
 }

然后需要在 location / {…}中进行配置

location / {
       #root   /usr/share/nginx/html;
       #index  index.html index.htm;
       proxy_pass   http://servercluster;
   }

2.多集群策略

轮询默认方式weight权重方式ip_hash依据ip分配方式least_conn最少连接方式fair（第三方）响应时间方式url_hash（第三方）依据url分配方式

注意：在没有配置情况下默认轮询策略

2.1 权重配置

例如：

#权重越大，命中概率更高 weight，可按照服务器资源来分配
upstream servercluster 
 {
    server 127.0.0.1:8001  weight=5;
    server 127.0.0.1:8002  weight=3;
    server 127.0.0.1:8003  weight=2;
 }

2.2 ip_hash

指定负载均衡按照基于客户端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对应的服务器，以保证session会话。这样每个方可都固定访问一个后端服务器，可以解决session不能跨服务器的问题。
例如：

#权重越大，命中概率更高 weight，可按照服务器资源来分配
upstream servercluster 
 {
    ip_hash; #
    server 127.0.0.1:8001  weight=5;
    server 127.0.0.1:8002  weight=3;
    server 127.0.0.1:8003  weight=2;
 }

2.3 least_conn

把请求转发给链接数较少的后端服务器。轮询算法是把请求平均的转发给各个后端，使它们的负载大致相同；但是有些请求占用的时间很长会导致其所在的后端负载较高。这种情况下，least_conn这种方式就可以达到更好的负载均衡效果

upstream servercluster 
 {
    least_conn; #把请求转发给链接数量较少的后端服务器
    server 127.0.0.1:8001  weight=5;
    server 127.0.0.1:8002  weight=3;
    server 127.0.0.1:8003  weight=2;
 }

2.4 fair

按照服务端的响应时间来分配请求，响应时间短的有限分配

upstream servercluster 
 {
    server 127.0.0.1:8001;  
    server 127.0.0.1:8002; 
    server 127.0.0.1:8003; 
    fair；  #实现响应时间短的优先分配
 }

2.5 url_hash

按照访问url的hash结果来分配请求，使用每个url定向到同一个后端服务器，要配合缓存命中来使用。同一个资源多次请求，可能会达到不同的服务器上，导致不必要的多次下载，缓存命中率不高，以及一些资源时间的浪费。而使用url_hash可以使用同一个url（也就是同一个资源请求）会到达同一台服务器，一旦缓存了资源，再次收到请求，就可以从缓存中获取

upstream servercluster 
 {
    hash  $request_url
    server 127.0.0.1:8001;  
    server 127.0.0.1:8002; 
    server 127.0.0.1:8003; 
 }

3.nginx缓存配置

通过命令进入到nginx容器中，docker exec -it mynginx bash。
在 /etc/nginx文件夹下建立一个data文件夹用于做nginx缓存。
然后再本地关在文件的主配置文件配置缓存目录经

proxy_cache_path /etc/nginx/data levels=1:2
keys_zone=web_cache:50m inactive=1m max_size=1g

levels:表示有两层文件夹
keys_zone:之情缓存key和缓存50m
max_size：缓存最大1g

然后还需要配置default.conf 开启反向代理数据
proxy_store off; #反向代理数据
proxy_redirect off;
proxy_set_header X-Forwarded-For
$proxy_add_x_forwarded_for;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
proxy_set_header Host $http_host;
proxy_pass http://servercluster;
proxy_cache web_cache;
proxy_cache_valid 200 304 2m; #响应200 304 进行缓存
proxy_cache_key

     s 
    
   
     c 
    
   
     h 
    
   
     e 
    
   
     m 
    
   
     e 
    
   
  
    scheme 
   
  
schemeproxy_host$request_uri; #使用当前url地址作为当前缓存key

注意：修改任何配置文件后都需要重启nginx容器 docker restart mynginx

最终呈现文件

四 nginx路由规则

1.匹配格式

这个"/" 表示的是匹配路由规则进行路由转发的。

我们可以在里面写过个location进行路由匹配：
符号规则=开头表示精准匹配大小写敏感忽略大小写^~只需匹配url开头@定义一个命名的location，在内部定向时使用
location [ = | ~ | ^~ ] /url/ {…}
location @name {…}

规则使用匹配方式如下：

deny，设置禁止访问的IP

#禁止IP：192.168.1.1访问
location / {
    deny   192.168.1.1;
   }   

#禁止所有IP访问
location / {
    deny   all;
 }

allow，设置允许访问的IP

#只允许IP：192.168.1.1访问
location / {
   allow  192.168.1.1;
 }

#允许所有IP访问
location / {
 allow   all;
 }

deny和allow的优先级

nginx的权限指令是从上往下执行的，在同一个块下deny和allow指令同时存在时，谁先匹配谁就会起作用，后面的权限指令就不会执行了。如下图，如果 “deny 111.111.111.111” 触发了，那它后面的两条都不会触发。

location / {
   deny 192.168.1.1;
    allow 192.168.1.2;
     deny 192.168.1.3;
 }

其实他们的关系就像 “if…else if…else if”，谁先触发，谁起作用。

if (deny 192.168.1.1) {...}
else if (allow 192.168.1.2) {...}
else if (deny 192.168.1.3) {...}

2.location匹配优先级

在配置中需要注意的一点就是location的匹配规则和优先级

• = 开头表示精确匹配
• ^~ 开头表示url以某个常规字符串开头，不是正则匹配；
• ~ 开头表示区分大小写的正则匹配
• ~* 开头表示不区分大小的正则匹配
• / 通用匹配，如果没有其他匹配，任何请求都会匹配到；

3.location的匹配流程

1.、判断是否精准匹配，如果匹配，直接返回结果并结束搜索匹配过程
2.、判断是否普通匹配，如果匹配，看是否包含^~前缀，包含则返回，否则记录匹配结果location时返回或记录最长匹配的那个
3.、判断是否正则匹配，按配置文件里的正则表达式的顺序，由上到下开始匹配，一旦匹配结果成功，并结束搜索匹配过程.
4.、如果正则匹配没有匹配到结果，则返回步骤2记录的匹配结果

五、 nginx页面拦截

在请求通过nginx的时候，在针对某些场景的使用做特殊处理，比如错误页面，返回指定错误页，例如：

当前默认是在无法响应对应请求的情况下，默认在/usr/share/nginx/html文件下找到50x.html文件，返回页面50x.html

既然是可以配置，我们也可以将自定义的文件复制到对应的目录下面在进行配置。
使用docker cp /url/xxx.html 容器名：ngnix docker中的目标文件下，在修改配置成对应的文件名称

六、 nginx动静分离

对于前端的项目：可以是一个静态服务器或资源池； --可以吧各种静态文件都匹配到nginx中，可以直接请求nginx可以响应不同页面
对于后端项目：做反向代理；
动静分离：需要动态的时候，就做转发请求，需要静态的时候，就直接返回静态页面（直接响应我们的结果）

需求场景：在客户端发起请求时，nginx会转发到服务器服务器然后返回一个静态文件，如果反复请求相同静态文件都需要去转发到服务器，就会增加开销，性能降低，我们就可以将静态文件报错到nginx中，下次请求就直接返回。

基于.net6解决方式：
1.需要写一个生成静态文件的中间件，保存到指定目录，在项目通过docker启动时挂载到宿主机文件夹下

app.UseStaticPage("/app/data/staticfile", true, true);

    /// <summary>
    /// Middleware
    /// </summary>
    public class StaticPageMiddleware
    {
        private readonly RequestDelegate _next;
        private string _directoryPath = null;
        private bool _supportDelete = false;
        private bool _supportWarmup = false;

        public StaticPageMiddleware(RequestDelegate next, string directoryPath, bool supportDelete, bool supportWarmup)
        {
            this._next = next;
            this._directoryPath = directoryPath;
            this._supportDelete = supportDelete;
            this._supportWarmup = supportWarmup;
        }
        /// <summary>
        /// 任意HTTP请求，都要经过这个方法
        /// 
        /// 如何抓到响应，并保存成HTML静态页
        /// </summary>
        /// <param name="context"></param>
        /// <returns></returns>
        public async Task InvokeAsync(HttpContext context)
        {
            if (context.Request.Path.Value!.StartsWith("/item/"))//规则支持自定义
            {
                Console.WriteLine($"This is StaticPageMiddleware InvokeAsync {context.Request.Path.Value}");

                #region context.Response.Body
                var originalStream = context.Response.Body;
                using (var copyStream = new MemoryStream())
                {
                    context.Response.Body = copyStream;
                    await _next(context);//后续的常规流程，正常请求响应

                    copyStream.Position = 0;
                    var reader = new StreamReader(copyStream);
                    var content = await reader.ReadToEndAsync();
                    string url = context.Request.Path.Value;

                    this.SaveHtml(url, content);

                    copyStream.Position = 0;
                    await copyStream.CopyToAsync(originalStream);
                    context.Response.Body = originalStream;
                }
                #endregion
            }
            else
            {
                await _next(context);
            }
        }

        private void SaveHtml(string url, string html)
        {
            try
            {
                if (string.IsNullOrWhiteSpace(html))
                    return;
                if (!url.EndsWith(".html"))
                    return;

                if (Directory.Exists(_directoryPath) == false)
                    Directory.CreateDirectory(_directoryPath);

                var totalPath = Path.Combine(_directoryPath, url.Split("/").Last());
                File.WriteAllText(totalPath, html);//直接覆盖
            }
            catch (Exception ex)
            {
                Console.WriteLine(ex.Message);
            }
        }

        /// <summary>
        /// 删除某个页面
        /// </summary>
        /// <param name="url"></param>
        /// <param name="index"></param>
        private void DeleteHmtl(string url)
        {
            try
            {
                if (!url.EndsWith(".html"))
                    return;
                var totalPath = Path.Combine(_directoryPath, url.Split("/").Last());
                File.Delete(totalPath);//直接删除
            }
            catch (Exception ex)
            {
                Console.WriteLine($"Delete {url} 异常，{ex.Message}");
            }
        }

        /// <summary>
        /// 清理文件，支持重试
        /// </summary>
        /// <param name="index">最多重试次数</param>
        private void ClearDirectory(int index)
        {
            if (index > 0)
            {
                try
                {
                    var files = Directory.GetFiles(_directoryPath);
                    foreach (var file in files)
                    {
                        File.Delete(file);
                    }
                }
                catch (Exception ex)
                {
                    Console.WriteLine($"ClearDirectory failed {ex.Message}");
                    ClearDirectory(index--);
                }
            }
        }
    }

    /// <summary>
    /// 扩展中间件
    /// </summary>
    public static class StaticPageMiddlewareExtensions
    {
        /// <summary>
        /// 
        /// </summary>
        /// <param name="app"></param>
        /// <param name="directoryPath">文件写入地址,文件夹目录</param>
        /// <param name="supportDelete">是否支持删除</param>
        /// <param name="supportClear">是否支持全量删除</param>
        /// <returns></returns>
        public static IApplicationBuilder UseStaticPage(this IApplicationBuilder app, string directoryPath, bool supportDelete, bool supportClear)
        {
            return app.UseMiddleware<StaticPageMiddleware>(directoryPath, supportDelete, supportClear);
        }
    }

2.nginx也需要通过挂载将项目挂载在宿主机的静态文件也挂载到nginx的docker容器中，然后通过修改配置来指定对应的静态文件

OK！！！！！！！！！！！！！

总结

nginx主要的就是一个配置，如有补充或者有差异的地方，麻烦再评论下面指出，共勉！！！！！