(更新时间)2021年5月15日 Nginx服务器 Nginx面试题-陌上烟雨遥

1.什么是Nginx？

Nginx是一个轻量级/高性能的反向代理Web服务器，他实现非常高效的反向代理、负载平衡，他可以处理2-3万并发连接数，官方监测能支持5万并发，现在中国使用nginx网站用户有很多，例如：新浪、网易、腾讯等。

2.为什么要用Nginx？

跨平台、配置简单、方向代理、高并发连接：处理2-3万并发连接数，官方监测能支持5万并发，内存消耗小：开启10个nginx才占150M内存，nginx处理静态文件好，耗费内存少，

而且Nginx内置的健康检查功能：如果有一个服务器宕机，会做一个健康检查，再发送的请求就不会发送到宕机的服务器了。重新将请求提交到其他的节点上。

同时还有如下优点:

节省宽带：支持GZIP压缩，可以添加浏览器本地缓存
稳定性高：宕机的概率非常小
接收用户请求是异步的

3.什么是正向代理和反向代理？

4.Nginx的优缺点？

优点：

占内存小，可实现高并发连接，处理响应快
可实现http服务器、虚拟主机、方向代理、负载均衡
Nginx配置简单
可以不暴露正式的服务器IP地址
缺点：
动态处理差：nginx处理静态文件好,耗费内存少，但是处理动态页面则很鸡肋，现在一般前端用nginx作为反向代理抗住压力，

5.Nginx应用场景？

http服务器。Nginx是一个http服务可以独立提供http服务。可以做网页静态服务器。
虚拟主机。可以实现在一台服务器虚拟出多个网站，例如个人网站使用的虚拟机。
反向代理，负载均衡。当网站的访问量达到一定程度后，单台服务器不能满足用户的请求时，需要用多台服务器集群可以使用nginx做反向代理。并且多台服务器可以平均分担负载，不会应为某台服务器负载高宕机而某台服务器闲置的情况。
nginz 中也可以配置安全管理、比如可以使用Nginx搭建API接口网关,对每个接口服务进行拦截。

6.location的作用是什么？

7.location的语法能说出来吗？

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Kd0rTJZZ-1621082285610)(Nginx%E9%9D%A2%E8%AF%95%E9%A2%98.assets/image-20210315094522453.png)]

示例如下:

  location =/ { return 400; }  location ^~ /av { root /data/av/; }  location ~ /media { alias /data/static/; }  location ~* .*\.(jpg|gif|png|js|css)$ { root /data/av/; }  location / { return 403; }

8.限流怎么做的？

Nginx限流就是限制用户请求速度，防止服务器受不了
限流有3种
1. 正常限制访问频率（正常流量）
2. 突发限制访问频率（突发流量）
3. 限制并发连接数
Nginx的限流都是基于漏桶流算法，底下会说道什么是桶铜流

正常限制访问频率（正常流量）

限制一个用户发送的请求，我Nginx多久接收一个请求。

Nginx中使用ngx_http_limit_req_module模块来限制的访问频率，限制的原理实质是基于漏桶算法原理来实现的。在nginx.conf配置文件中可以使用limit_req_zone命令及limit_req命令限制单个IP的请求处理频率。
```
  limit_req_zone $binary_remote_addr zone=one:10m rate=1r/m;  server{ location/seckill.html{ limit_req zone=zone; proxy_pass http://lj_seckill; } } 
```
突发限制访问频率（突发流量）

限制一个用户发送的请求，我Nginx多久接收一个。

上面的配置一定程度可以限制访问频率，但是也存在着一个问题：如果突发流量超出请求被拒绝处理，无法处理活动时候的突发流量，这时候应该如何进一步处理呢？Nginx提供burst参数结合nodelay参数可以解决流量突发的问题，可以设置能处理的超过设置的请求数外能额外处理的请求数。我们可以将之前的例子添加burst参数以及nodelay参数：
```
  limit_req_zone $binary_remote_addr zone=one:10m rate=1r/m;  server{ location/seckill.html{ limit_req zone=zone burst=5 nodelay; proxy_pass http://lj_seckill; } } 
```
- 为什么就多了一个 burst=5 nodelay; 呢，多了这个可以代表Nginx对于一个用户的请求会立即处理前五个，多余的就慢慢来落，没有其他用户的请求我就处理你的，有其他的请求的话我Nginx就漏掉不接受你的请求
  
  限制并发连接数
  - Nginx中的ngx_http_limit_conn_module模块提供了限制并发连接数的功能，可以使用limit_conn_zone指令以及limit_conn执行进行配置。接下来我们可以通过一个简单的例子来看下：
```
 http { limit_conn_zone $binary_remote_addr zone=myip:10m; limit_conn_zone $server_name zone=myServerName:10m; } server { location / { limit_conn myip 10; limit_conn myServerName 100; rewrite / http://www.lijie.net permanent; } } 
```

上面配置了单个IP同时并发连接数最多只能10个连接，并且设置了整个虚拟服务器同时最大并发数最多只能100个链接。当然，只有当请求的header被服务器处理后，虚拟服务器的连接数才会计数。刚才有提到过Nginx是基于漏桶算法原理实现的，实际上限流一般都是基于漏桶算法和令牌桶算法实现的。接下来我们来看看两个算法的介绍：

9.漏桶流算法和令牌桶算法知道？

漏桶算法是网络世界中流量整形或速率限制时经常使用的一种算法，它的主要目的是控制数据注入到网络的速率，平滑网络上的突发流量。漏桶算法提供了一种机制，通过它，突发流量可以被整形以便为网络提供一个稳定的流量。也就是我们刚才所讲的情况。漏桶算法提供的机制实际上就是刚才的案例：突发流量会进入到一个漏桶，漏桶会按照我们定义的速率依次处理请求，如果水流过大也就是突发流量过大就会直接溢出，则多余的请求会被拒绝。所以漏桶算法能控制数据的传输速率。

令牌桶算法是网络流量整形和速率限制中最常使用的一种算法。典型情况下，令牌桶算法用来控制发送到网络上的数据的数目，并允许突发数据的发送。Google开源项目Guava中的RateLimiter使用的就是令牌桶控制算法。令牌桶算法的机制如下：存在一个大小固定的令牌桶，会以恒定的速率源源不断产生令牌。如果令牌消耗速率小于生产令牌的速度，令牌就会一直产生直至装满整个令牌桶。

10.为什么要做动静分离？

Nginx是当下最热的Web容器，网站优化的重要点在于静态化网站，网站静态化的关键点则是是动静分离，动静分离是让动态网站里的动态网页根据一定规则把不变的资源和经常变的资源区分开来，动静资源做好了拆分以后，我们则根据静态资源的特点将其做缓存操作。

让静态的资源只走静态资源服务器，动态的走动态的服务器

Nginx的静态处理能力很强，但是动态处理能力不足，因此，在企业中常用动静分离技术。

对于静态资源比如图片，js，css等文件，我们则在反向代理服务器nginx中进行缓存。这样浏览器在请求一个静态资源时，代理服务器nginx就可以直接处理，无需将请求转发给后端服务器tomcat。
若用户请求的动态文件，比如servlet,jsp则转发给Tomcat服务器处理，从而实现动静分离。这也是反向代理服务器的一个重要的作用。

只需要指定路径对应的目录。location/可以使用正则表达式匹配。并指定对应的硬盘中的目录。如下：（操作都是在Linux上）
location /image/ {
root /usr/local/static/;
autoindex on;
}
1
2
3
4
创建目录

mkdir /usr/local/static/image
1
进入目录

cd /usr/local/static/image
1
放一张照片上去#

1.jpg
1
重启 nginx

sudo nginx -s reload
1
打开浏览器输入 server_name/image/1.jpg 就可以访问该静态图片了

11负载均衡

worker_processes 1; events { worker_connections 1024; } http { include mime.types; default_type application/octet-stream; sendfile on;   keepalive_timeout 65;  upstream myserver{ server 192.168.3.201:8080; server 192.168.3.201:8081; } server { listen 80; server_name localhost; location / { proxy_pass http://myserver; }    error_page 500 502 503 504 /50x.html; location = /50x.html { root html; } } }

#启动验证

 docker build -t nginx_webapi .  docker run -d -p8080:80 -v /home/nginx/Zhaoxi.WebApi/8080/appsettings.json:/app/appsettings.json --name nginx_webapi8080 nginx_webapi  docker run -d -p8081:80 -v /home/nginx/Zhaoxi.WebApi/8081/appsettings.json:/app/appsettings.json --name nginx_webapi8081 nginx_webapi

可以给每一台服务器设置一个权重，这样权重高的干的活也就会多一点

 upstream myserver{ server 192.168.3.201:8080 weight=5; server 192.168.3.201:8081 weight=10; }

这种方式是基于客户端的ip地址，采用hash算法计算下一个请求要选择哪一个服务器，这样固定的ip会访问同一个服务器，可以解决session问题

 upstream myserver{ ip_hash; server 192.168.3.201:8080; server 192.168.3.201:8081; }

会将下一个请求分发到当前链接数最少的一台服务器

upstream myserver { least_conn; server 192.168.3.201:8080; server 192.168.3.201:8081; }

按后端服务器的响应时间来分配请求，响应时间短的优先分配。

upstream myserver { fair; server 192.168.3.201:8080; server 192.168.3.201:8081; }

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

资源集群服务器,缓存文件,文件存储在第三发服务,则可以缓存到本地服务器

upstream myserver { hash $request_uri; server squid1:3128; server squid2:3128; }

12.Nginx配置高可用性怎么配置？

当上游服务器(真实访问服务器)，一旦出现故障或者是没有及时相应的话，应该直接轮训到下一台服务器，保证服务器的高可用

Nginx配置代码：

server { listen 80; server_name www.lijie.com; location / {  proxy_pass http://backServer;  proxy_connect_timeout 1s;  proxy_send_timeout 1s;  proxy_read_timeout 1s; index index.html index.htm; } }

 # 如果访问的ip地址为192.168.9.115,则返回403 if ($remote_addr = 192.168.9.115) { return 403; }

 ## 不允许谷歌浏览器访问 如果是谷歌浏览器返回500 if ($http_user_agent ~ Chrome) { return 500; }

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-lSSAZykG-1621082285613)(Nginx%E9%9D%A2%E8%AF%95%E9%A2%98.assets/image-20210315100437349.png)]

13、nginx和apache的区别？

轻量级，同样起web 服务，比apache 占用更少的内存及资源；抗并发，nginx处理请求是异步非阻塞的，而apache 则是阻塞型的，在高并发下nginx 能保持低资源低消耗高性能；高度模块化的设计，编写模块相对简单；最核心的区别在于apache是同步多进程模型，一个连接对应一个进程；nginx是异步的，多个连接（万级别）可以对应一个进程。

14、nginx是如何实现高并发的？

一个主进程，多个工作进程，每个工作进程可以处理多个请求，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，比如向上游（后端）服务器转发request，并等待请求返回。那么，这个处理的worker继续处理其他请求，而一旦上游服务器返回了，就会触发这个事件，worker才会来接手，这个request才会接着往下走。由于web server的工作性质决定了每个request的大部份生命都是在网络传输中，实际上花费在server机器上的时间片不多。这是几个进程就解决高并发的秘密所在。即@skoo所说的webserver刚好属于网络io密集型应用，不算是计算密集型。

15、什么是C10K问题?

C10K问题是指无法同时处理大量客户端(10,000)的网络套接字。

16、为什么不使用多线程？

答：Nginx:采用单线程来异步非阻塞处理请求（管理员可以配置Nginx主进程的工作进程的数量），不会为每个请求分配cpu和内存资源，节省了大量资源，同时也减少了大量的CPU的上下文切换，所以才使得Nginx支持更高的并发。

17、Nginx如何处理请求？

Nginx启动后，首先进行配置文件的解析，解析成功会得到虚拟服务器的ip和端口号，在主进程master进程中创建socket，对addrreuse选项进行设置，并将socket绑定到对应的ip地址和端口并进行监听。然后创建子进程worker进程，当客户端和Nginx进行三次握手，则可以创建成功与Nginx的连接。当有新的请求进入时，空闲的worker进程会竞争，当某一个worker进程竞争成功，则会得到这个已经成功建立连接的socket，然后创建ngx_connection_t结构体，接下来设置读写事件处理函数并添加读写事件用来与客户端进行数据交换。当请求结束Nginx或者客户端主动关闭连接，此时一个请求处理完毕。