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Nginx反向代理、缓存、负载均衡服务器构建

如果采用阻塞调用的方式,当读写事件没有准备好时,那么就只能等待,当前线程被挂起,等事件准备好了,才能进行读写事件。
如果采用非阻塞调用的方式:事件马上返回,告诉你事件还没准备好呢,过会再来吧。过一会,再来检查一下事件,直到事件准备好了为止,在这期间,你就可以先去做其它事情,然后再来看看事件好了没。虽然不阻塞了,但你得不时地过来检查一下事件的状态,你可以做更多的事情了,但带来的开销也是不小的。非阻塞调用指在不能立刻得到结果之前,该调用不会阻塞当前线程
(4)事件驱动:通信机制采用epoll模型,支持更大的并发连接。
非阻塞通过不断检查事件的状态来判断是否进行读写操作,这样带来的开销很大,因此就有了异步非阻塞的事件处理机制。这种机制让你可以同时监控多个事件,调用他们是非阻塞的,但可以设置超时时间,在超时时间之内,如果有事件准备好了,就返回。这种机制解决了上面阻塞调用与非阻塞调用的两个问题。
以epoll模型为例:当事件没有准备好时,就放入epoll(队列)里面。如果有事件准备好了,那么就去处理;当事件没有准备好时,才在epoll里面等着。这样,我们就可以并发处理大量的并发了,当然,这里的并发请求,是指未处理完的请求。线程只有一个,所以同时能处理的请求当然只有一个了,只是在请求之间进行不断地切换而已,切换也是因为异步事件未准备好,而主动让出的。这里的切换是没有任何代价,你可以理解为循环处理多个准备好的事件。
多线程方式相比,这种事件处理方式是有很大的优势的,不需要创建线程,每个请求占用的内存也很少,没有上下文切换,事件处理非常的轻量级,并发数再多也不会导致无谓的资源浪费(上下文切换)。对于apache服务器,每个请求会独占一个工作线程,当并发数上到几千时,就同时有几千的线程在处理请求了。这对操作系统来说,是个不小的挑战:因为线程带来的内存占用非常大,线程的上下文切换带来的cpu开销很大,自然性能就上不去,从而导致在高并发场景下性能下降严重。
总结:通过异步非阻塞的事件处理机制,Nginx实现由进程循环处理多个准备好的事件,从而实现高并发和轻量级。
(5)Master/Worker结构:一个master进程,生成一个或多个worker进程。

注:Master-Worker设计模式主要包含两个主要组件Master和Worker,Master维护着Worker队列,将请求下发到多个Worker并行执行,Worker主要进行实际逻辑计算,并将结果返回给Master。
nginx采用这种进程模型有什么好处?采用独立的进程,可以让互相之间不会影响,一个进程退出后,其它进程还在工作,服务不会中断,Master 进程则很快重新启动新的Worker进程。当然,Worker进程的异常退出,肯定是程序有bug了,异常退出,会导致当前Worker上的所有请求失败,不过不会影响到所有请求,所以降低了风险。
(6)内存消耗小:处理大并发的请求内存消耗非常小。在3万并发连接下,开启的10个Nginx 进程才消耗150M内存(15M*10=150M)。
(7)内置的健康检查功能:如果 Nginx 代理的后端的某台 Web 服务器宕机了,不会影响前端访问。
(8)节省带宽:支持GZIP 压缩,可以添加浏览器本地缓存的 Header 头。
(9)稳定性高:用于反向代理,宕机的概率微乎其微。
三、Nginx+apache构筑Web服务器集群的负载均衡
nginx配置反向代理
配置nginx作为反向代理和负载均衡,同时利用其缓存功能,将静态页面在nginx缓存,以达到降低后端服务器连接数的目的并检查后端web服务器的健康状况。

1、安装nginx
环境:
OS:centos7.2
nginx:192.168.31.83
apache1:192.168.31.141
apache2:192.168.31.250
安装zlib-devel、pcre-devel等依赖包

[root@hexiaoshuai ~]# yum -y install gcc gcc-c++ make libtool zlib zlib-devel pcre pcre-devel openssl openssl-devel
注:结合proxy和upstream模块实现后端web负载均衡,使用proxy模块实现静态文件缓存
结合nginx默认自带的ngx_http_proxy_module模块 和ngx_http_upstream_module模块实现后端服务器的健康检查,也可以使用第三方模块nginx_upstream_check_module
使用nginx-sticky-module扩展模块实现Cookie会话黏贴(保持会话)
使用ngx_cache_purge实现更强大的缓存清除功能
上面提到的2个模块都属于第三方扩展模块,需要提前下好源码,然后编译时通过--add-moudle=src_path一起安装。
安装nginx
[root@hexiaoshuai ~]# groupadd www && useradd -g www www -s /sbin/nologin  #添加www组、创建nginx运行账户www并加入到www组,不允许www用户直接登录系统

[root@hexiaoshuai ~]# tar zxf nginx-1.10.2.tar.gz 
[root@hexiaoshuai ~]# tar zxf ngx_cache_purge-2.3.tar.gz 
[root@hexiaoshuai ~]# tar zxf master.tar.gz 
[root@hexiaoshuai ~]# cd nginx-1.10.2/
[root@hexiaoshuai nginx-1.10.2]# ./configure --prefix=/usr/local/nginx1.10 --user=www --group=www --with-http_stub_status_module --with-http_realip_module --with-http_ssl_module --with-http_gzip_static_module --http-client-body-temp-path=/var/tmp/nginx/client --http-proxy-temp-path=/var/tmp/nginx/proxy --http-fastcgi-temp-path=/var/tmp/nginx/fcgi --with-pcre --add-module=../ngx_cache_purge-2.3 --with-http_flv_module  --add-module=../nginx-goodies-nginx-sticky-module-ng-08a395c66e42 && make &&  make install
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