Nginx使用常见问题汇总
# reload与restart区别
reload --重新加载，reload会重新加载配置文件，Nginx服务不会中断。而且reload时会测试conf语法等，如果出错会rollback用上一次正确配置文件保持正常运行。
restart --重启（先stop后start），会重启Nginx服务。这个重启会造成服务一瞬间的中断，如果配置文件出错会导致服务启动失败，那就是更长时间的服务中断了。
所以，如果是线上的服务，修改的配置文件一定要备份。为了保证线上服务高可用，最好使用reload。
reload 只是重新加载配置文件，不会清理nginx 的一些缓存，在有些需要清理缓存的场景需要restart ，例如upstream 后端配置的集群服务地址是域名而不是ip，当后端IP 变了，就需要清除该域名的解析缓存，此时需要重启而不是reload。
# Nginx实现高并发的原理
# 如何提高Web服务器的并发连接处理能力
大概有几个基本条件：
- 基于线程，即一个进程生成多个线程，每个线程响应用户的每个请求。
- 基于事件的模型，一个进程处理多个请求，并且通过epoll机制来通知用户请求完成。
- 基于磁盘的AIO（异步I/O）
- 支持mmap内存映射，mmap传统的web服务器，进行页面输入时，都是将磁盘的页面先输入到内核缓存中，再由内核缓存中复制一份到web服务 器上，mmap机制就是让内核缓存与磁盘进行映射，web服务器，直接复制页面内容即可。不需要先把磁盘的上的页面先输入到内核缓存去。
# 多进程的工作模式
Nginx 采用的是多进程（单线程） + 多路IO复用模型，就成了”并发事件驱动“的服务器。
- Nginx 在启动后，会有一个 master 进程和多个相互独立的 worker 进程。
- 接收来自外界的信号，向各worker进程发送信号，每个进程都有可能来处理这个连接。
- master 进程能监控 worker 进程的运行状态，当 worker 进程退出后(异常情况下)，会自动启动新的 worker 进程
- worker 进程数，一般会设置成机器 cpu 核数。因为更多的worker 数，只会导致进程相互竞争 cpu，从而带来不必要的上下文切换。
【总结】： 使用多进程模式，不仅能提高并发率，而且进程之间相互独立，一个 worker 进程挂了不会影响到其他 worker 进程。
# 惊群现象
主进程（master 进程）首先通过 socket() 来创建一个 sock 文件描述符用来监听，然后fork生成子进程（workers 进程），子进程将继承父进程的 sockfd（socket 文件描述符），之后子进程 accept() 后将创建已连接描述符（connected descriptor）），然后通过已连接描述符来与客户端通信。 由于所有子进程都继承了父进程的 sockfd，那么当连接进来时，所有子进程都将收到通知并“争着”与它建立连接，这就叫“惊群现象”。大量的进程被激活又挂起，只有一个进程可以accept() 到这个连接，这当然会消耗系统资源。 Nginx 提供了一个 accept_mutex 这个东西，这是一个加在accept上的一把共享锁。即每个 worker 进程在执行 accept 之前都需要先获取锁，获取不到就放弃执行 accept()。有了这把锁之后，同一时刻，就只会有一个进程去 accpet()，这样就不会有惊群问题了。accept_mutex 是一个可控选项，我们可以显示地关掉，默认是打开的。
# IO多路复用模型epoll
- epoll() ，内核维护一个链表，epoll_wait 直接检查链表是不是空就知道是否有文件描述符准备好了。内核实现epoll 是根据每个 sockfd 上面的与设备驱动程序建立起来的 回调函数 实现的。那么，某个 sockfd 上的事件发生时，与它对应的回调函数就会被调用，来把这个 sockfd 加入链表，其他处于“空闲的”状态的则不会。
- select() ，内核采用 轮训 的方法来查看是否有fd 准备好，其中的保存 sockfd 的是类似数组的数据结构 fd_set，key 为 fd，value 为 0 或者 1。
- poll()
【总结】：epoll 与 select 相比最大的优点是不会随着 sockfd 数目增长而降低效率。
# Nginx的log日志配置
Nginx日志对于统计、系统服务排错很有用。Nginx日志主要分为两种：access_log(访问日志)和error_log(错误日志)。通过访问日志我们可以得到用户的IP地址、浏览器的信息，请求的处理时间等信息。错误日志记录了访问出错的信息，可以帮助我们定位错误的原因。本文将详细描述一下如何配置Nginx日志。
# 设置access_log
访问日志主要记录客户端的请求。客户端向Nginx服务器发起的每一次请求都记录在这里。客户端IP，浏览器信息，referer，请求处理时间，请求URL等都可以在访问日志中得到。当然具体要记录哪些信息，你可以通过log_format指令定义。
access_log设置语法
access_log path [format [buffer=size] [gzip[=level]] [flush=time] [if=condition]]; #设置访问日志
access_log off; #关闭访问日志
path指定日志的存放位置。format指定日志的格式。默认使用预定义的combined。buffer用来指定日志写入时的缓存大小。默认是64k。gzip日志写入前先进行压缩。压缩率可以指定，从1到9数值越大压缩比越高，同时压缩的速度也越慢。默认是1。flush设置缓存的有效时间。如果超过flush指定的时间，缓存中的内容将被清空。if条件判断。如果指定的条件计算为0或空字符串，那么该请求不会写入日志。
另外，还有一个特殊的值off。如果指定了该值，当前作用域下的所有的请求日志都被关闭。
# 作用域
可以应用access_log指令的作用域分别有http，server，location，limit_except。也就是说，在这几个作用域外使用该指令，Nginx会报错。
以上是access_log指令的基本语法和参数的含义。下面我们看一几个例子加深一下理解。
# 基本用法
access_log /var/logs/nginx-access.log
该例子指定日志的写入路径为/var/logs/nginx-access.log，日志格式使用默认的combined。
access_log /var/logs/nginx-access.log buffer=32k gzip flush=1m
该例子指定日志的写入路径为/var/logs/nginx-access.log，日志格式使用默认的combined，指定日志的缓存大小为32k，日志写入前启用gzip进行压缩，压缩比使用默认值1，缓存数据有效时间为1分钟。
# 使用log_format自定义日志格式
Nginx预定义了名为combined日志格式，如果没有明确指定日志格式默认使用该格式：
log_format combined '$remote_addr - $remote_user [$time_local] '
'"$request" $status $body_bytes_sent '
'"$http_referer" "$http_user_agent"';
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如果不想使用Nginx预定义的格式，可以通过log_format指令来自定义。
下面是log_format指令中常用的一些变量：
| 变量 | 含义 |
|---|---|
| $bytes_sent | 发送给客户端的总字节数 |
| $body_bytes_sent | 发送给客户端的字节数，不包括响应头的大小 |
| $connection | 连接序列号 |
| $connection_requests | 当前通过连接发出的请求数量 |
| $msec | 日志写入时间，单位为秒，精度是毫秒 |
| $pipe | 如果请求是通过http流水线发送，则其值为"p"，否则为“." |
| $request_length | 请求长度（包括请求行，请求头和请求体） |
| $request_time | 请求处理时长，单位为秒，精度为毫秒，从读入客户端的第一个字节开始，直到把最后一个字符发送张客户端进行日志写入为止 |
| $status | 响应状态码 |
| $time_iso8601 | 标准格式的本地时间,形如“2017-05-24T18:31:27+08:00” |
| $time_local | 通用日志格式下的本地时间，如"24/May/2017:18:31:27 +0800" |
| $http_referer | 请求的referer地址。 |
| $http_user_agent | 客户端浏览器信息。 |
| $remote_addr | 客户端IP |
| $http_x_forwarded_for | 当前端有代理服务器时，设置web节点记录客户端地址的配置，此参数生效的前提是代理服务器也要进行相关的x_forwarded_for设置。 |
| $request | 完整的原始请求行，如 "GET / HTTP/1.1" |
| $remote_user | 客户端用户名称，针对启用了用户认证的请求 |
| $request_uri | 完整的请求地址，如 "https://www.imydl.com" |
| $brotli_ratio | Brotli压缩算法模块压缩比 |
在access_log和log_format中使用了很多变量，这些变量没有一一列举出来，详细的变量信息可以参考【Nginx官方文档 (opens new window)】
# 下面演示一下自定义日志格式的使用：
access_log /var/logs/nginx-access.log main;
log_format main '$clientRealIP - $remote_user [$time_local] "$request" '
'$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
'[$brotli_ratio] '
'"$http_user_agent"';
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我们使用log_format指令定义了一个main的格式，并在access_log指令中引用了它。假如客户端有发起请求：https://www.imydl.com (opens new window)，我们看一下我截取的一个请求的日志记录:
203.208.60.116 - - [02/Feb/2019:01:21:55 +0800] "GET /sszp/6553.html HTTP/1.1" 200 21746 "-" [5.20] "Mozilla/5.0 (Linux; Android 6.0.1; Nexus 5X Build/MMB29P) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/41.0.2272.96 Mobile Safari/537.36 (compatible; Googlebot/2.1; +http://www.google.com/bot.html)"
我们看到最终的日志记录中$brotli_ratio对应了一个[4.95]，这就说明被Brotli模块压缩了，压缩比达到了4.95。
# 设置日志文件描述符的缓存
open_log_file_cache
每一条日志记录的写入都是先打开文件再写入记录，然后关闭日志文件。如果你的日志文件路径中使用了变量，如access_log /var/logs/$host/nginx-access.log，为提高性能，可以使用open_log_file_cache指令设置日志文件描述符的缓存。
# 语法
open_log_file_cache max=N [inactive=time] [min_uses=N] [valid=time]; max 设置缓存中最多容纳的文件描述符数量，如果被占满，采用LRU算法将描述符关闭。
inactive 设置缓存存活时间，默认是10s。
min_uses 在inactive时间段内，日志文件最少使用几次，该日志文件描述符记入缓存，默认是1次。
valid：设置多久对日志文件名进行检查，看是否发生变化，默认是60s。
off：不使用缓存。默认为off。
# 基本用法
open_log_file_cache max=1000 inactive=20s valid=1m min_uses=2;
它可以配置在http、server、location作用域中。
例子中，设置缓存最多缓存1000个日志文件描述符，20s内如果缓存中的日志文件描述符至少被被访问2次，才不会被缓存关闭。每隔1分钟检查缓存中的文件描述符的文件名是否还存在。