Nginx

开篇：互联网的"前台接待员"

每天有无数请求涌向你的服务器，但后端应用往往只能处理有限的并发。这时候就需要一个"前台接待员" -- 静态文件自己处理，动态请求转发给后端，还能在多台服务器之间做调度。这个接待员，就是 Nginx。

Nginx 是一款高性能的反向代理服务器，占用内存小、并发能力强，能支持 5 万以上的并发连接。它是当今互联网架构中几乎无处不在的基础组件。

和 Node.js 相比，Nginx 擅长底层服务器资源的处理（静态资源、连接管理），Node.js 更擅长上层业务逻辑的处理。

正向代理 vs 反向代理

代理是 Nginx 的核心能力，但"正向"和"反向"经常让人混淆。记住一句话：给谁做代理，就叫什么代理。

正向代理：客户端向代理服务器发送请求并指定目标服务器，由代理去和目标服务器通信。真实客户端对服务器不可见。典型场景：科学上网、企业内网通过代理访问外网。

反向代理：客户端发送请求到 Nginx，Nginx 再把请求转发给后端的真实服务器，并将响应返回给客户端。真实服务器对客户端不可见。典型场景：负载均衡、隐藏后端架构。

对比项	正向代理	反向代理
代理对象	客户端	服务器
谁被隐藏	客户端对服务器不可见	服务器对客户端不可见
典型场景	科学上网、企业代理	负载均衡、隐藏后端
配置方	客户端配置代理	服务端配置代理
一句话	我知道我要访问谁，但让代理帮我去	我不知道最终是谁处理的

负载均衡

当单台服务器扛不住流量时，我们会部署多台服务器组成集群。Nginx 把请求分发到不同服务器上，就是负载均衡。

Nginx 支持多种负载均衡策略：

策略	配置关键字	说明	适用场景
轮询	默认	按顺序依次分发	服务器配置相同
加权轮询	weight=3	性能好的分配更多请求	服务器配置不同
IP Hash	ip_hash	同一 IP 始终打到同一台	需要 Session 保持
最少连接	least_conn	优先分给连接数最少的	请求处理时间差异大
URL Hash	hash $request_uri	相同 URL 打到同一台	缓存命中率优化

upstream backend {
    ip_hash;
    server 192.168.1.10:8080 weight=3;
    server 192.168.1.11:8080 weight=2;
    server 192.168.1.12:8080 weight=1 backup;  # 备用节点，正常时不参与
}

server {
    listen 80;
    location / {
        proxy_pass http://backend;
        proxy_set_header Host $host;
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
        proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
    }
}

动静分离

Nginx 天生擅长处理静态资源（HTML、CSS、JS、图片），但对动态请求（Java、Python 后端逻辑）无能为力。动静分离就是让 Nginx 直接返回静态文件，只把动态请求转发给后端应用。

server {
    listen 80;
    server_name example.com;

    # 静态资源 -- Nginx 直接处理
    location /static/ {
        root /usr/share/nginx/html;
        expires 30d;          # 浏览器缓存30天
        access_log off;       # 关闭日志减少IO
    }

    # 图片资源
    location ~* \.(jpg|jpeg|png|gif|ico|svg)$ {
        root /usr/share/nginx/html;
        expires 7d;
    }

    # 动态请求 -- 转发给后端
    location /api/ {
        proxy_pass http://127.0.0.1:8080;
        proxy_set_header Host $host;
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
    }
}

好处很明显：静态资源走 Nginx 的高并发能力 + 缓存，后端专注处理业务逻辑，整体性能大幅提升，单个服务器的压力也降低了。

Nginx 核心配置

Nginx 的配置文件结构清晰，分为全局块、events 块和 http 块三层：

# ---- 全局块 ----
user nginx;                             # 运行用户
worker_processes auto;                  # 工作进程数，auto=CPU核数
error_log /var/log/nginx/error.log warn;
pid /var/run/nginx.pid;

# ---- events 块 ----
events {
    use epoll;                          # Linux 高性能 I/O 模型
    worker_connections 1024;            # 每个进程最大连接数
}

# ---- http 块 ----
http {
    log_format main '$remote_addr - $remote_user [$time_local] '
                    '"$request" $status $body_bytes_sent';
    access_log /var/log/nginx/access.log main;

    sendfile on;                        # 高效文件传输
    tcp_nopush on;                      # 减少网络报文段数量
    keepalive_timeout 65;               # 长连接超时
    include /etc/nginx/mime.types;
    default_type application/octet-stream;

    include /etc/nginx/conf.d/*.conf;   # 加载子配置

    server {
        listen 80;
        server_name localhost;

        location / {
            root /usr/share/nginx/html;
            index index.html index.htm;
            deny 172.168.22.11;         # 禁止某个 IP
            allow 172.168.33.44;        # 允许某个 IP
        }

        error_page 500 502 503 504 /50x.html;
    }
}

常用命令

# 安装
yum install nginx              # CentOS
apt install nginx              # Ubuntu

# 日常操作
systemctl start nginx          # 启动
systemctl stop nginx           # 停止
systemctl restart nginx        # 重启
systemctl reload nginx         # 重新加载配置（平滑重启，不中断服务）
systemctl status nginx         # 查看状态
systemctl enable nginx         # 开机自启

# 配置检测
nginx -t                       # 检测配置文件语法是否正确
nginx -T                       # 检测并打印完整配置

location 匹配规则

location 是 Nginx 配置的核心，理解匹配优先级非常重要（从高到低）：

优先级	符号	含义	示例
1	=	精确匹配	location = /login { ... }
2	^~	前缀匹配，命中后不再检查正则	location ^~ /static/ { ... }
3	~	正则匹配（区分大小写）	location ~ \.php$ { ... }
4	~*	正则匹配（不区分大小写）	`location ~* .(jpg
5	无符号	普通前缀匹配	location /api/ { ... }

Docker 安装 Nginx

生产环境常用 Docker 部署 Nginx：

# 创建挂载目录
mkdir -p /mydata/nginx/{html,logs,conf}

# 启动（挂载配置、页面、日志目录）
docker run -d -p 80:80 --name nginx \
  -v /mydata/nginx/html:/usr/share/nginx/html \
  -v /mydata/nginx/logs:/var/log/nginx \
  -v /mydata/nginx/conf:/etc/nginx \
  nginx:1.24

面试高频问答

Q1: Nginx 的主要使用场景有哪些？

关键词：反向代理、负载均衡、动静分离、安全网关

Nginx 最常见的四个场景：(1) 反向代理，隐藏后端服务器；(2) 负载均衡，分发请求到多台服务器；(3) 动静分离，静态资源直接返回，动态请求转发后端；(4) 安全网关，做访问控制（IP 黑白名单）、限流、SSL/HTTPS 终结。

Q2: 正向代理和反向代理的区别？

关键词：代理对象不同、隐藏对象不同

简单记：给谁做代理就叫什么代理。正向代理代理客户端，隐藏真实客户端，典型场景是科学上网。反向代理代理服务器，隐藏真实服务器，典型场景是负载均衡和安全隔离。

Q3: Nginx 怎么实现负载均衡？有哪些策略？

关键词：upstream、轮询、加权、IP Hash、最少连接

通过 upstream 定义后端服务器组，在 location 中用 proxy_pass 转发。常用策略：轮询（默认，按顺序分发）、加权轮询（weight，按性能分配）、IP Hash（同一 IP 固定打到同一台，解决 Session 问题）、最少连接（least_conn，优先分给负载最轻的）。还可以设置 backup 节点做容灾，down 标记节点下线。

小结

Nginx 是互联网架构的"瑞士军刀"。反向代理隐藏后端、负载均衡分流请求、动静分离提升性能 -- 掌握这三板斧就能应对大多数面试和实际场景。核心思想是分工协作：Nginx 擅长处理大量并发连接和静态资源，业务逻辑交给后端应用，各司其职才能发挥最大效能。