上一個章節(jié)，我們學(xué)習(xí)了負(fù)載均衡的理論知識，那么是不是把應(yīng)用部署多套，前面掛一個負(fù)載均衡的軟件或硬件就可以應(yīng)對高并發(fā)了？其實還有很多問題需要考慮。比如：

1. 當(dāng)一臺服務(wù)器掛掉，請求如何轉(zhuǎn)發(fā)到其他正常的服務(wù)器上？

2. 掛掉的服務(wù)器，怎么才能不再訪問？

3. 如何保證負(fù)載均衡的高可用性？

等等等等...

讓我們帶著這些問題，實戰(zhàn)學(xué)習(xí)一下 Nginx 的配置和使用。

1. 前置概念

在正式介紹 Nginx 之前，首先讓我們先了解一下概念。

1. 中間件

干 IT 太累了，我準(zhǔn)備辭職開了個燒烤攤，賣羊肉串；

賣羊肉串首先就得有羊肉，于是我就聯(lián)系了很多養(yǎng)殖場，我又是一個比較負(fù)責(zé)任的人，為了保證羊肉的質(zhì)量，我就去考察了一家又一家養(yǎng)殖場，同時我也是個“小氣”的人，所以我考察過程中，和對方談判、比價，最終選了一個養(yǎng)殖場作為我的羊肉供應(yīng)商，為我提供羊肉。

經(jīng)營了一陣子，這個養(yǎng)殖場提供的羊肉質(zhì)量沒有以前好了，那么我就重新考察、談判、比價，如此反復(fù)，我投入了大量的時間和精力。

于是我找到了一個信得過的代理公司，約定要羊肉的質(zhì)量和數(shù)量，談好價錢，以后我只找代理商拿貨，具體代理商找的哪家養(yǎng)殖場我不去過問，甚至代理商可以送貨上門。

在這個例子里面，賣燒烤就是業(yè)務(wù)，我的燒烤攤是業(yè)務(wù)端，養(yǎng)殖場是底層，而?這個信得過的代理公司，就是中間件。

2. 正向代理和反向代理

正向代理：我住在北京，但是想回老家買套房，但是我沒辦法親自回老家考察，于是我就派我的管家回老家考察；管家就是正向代理服務(wù)器；正向代理服務(wù)器代表了客戶端，在正向代理的過程中，服務(wù)端只和代理服務(wù)器打交道（房東只和我的管家談），并不知道真正的客戶端是誰。

反向代理：我住在北京，但是想回老家買套房，但是我沒辦法親自回老家考察，于是我打個電話聯(lián)系了老家的房屋中介去辦這件事兒；房屋中介就是反向代理；這里的反向代理，代表的是房東，在反向代理的過程中，客戶端只和反向代理服務(wù)器打交道，并不知道真正的服務(wù)端是誰。

當(dāng)然，我的管家也可以聯(lián)系我老家的房屋中介，那么架構(gòu)圖就會變成：

2. Nginx 的概念

了解完上面的幾個概念，那么 Nginx 的概念理解起來就簡單很多了：

Nginx 就是一個開源的、高性能的、可靠的 Http 中間件；?它經(jīng)常被用作 Http 代理、反向代理、負(fù)載均衡等等，當(dāng)然它也能做正向代理，但是實際很少有這么用的。

3. 最簡單的 Nginx 使用示例

本章節(jié)項目的代碼：chapter3

Step 1. 部署多套環(huán)境

我們將章節(jié) 1 中的項目 chapter1 復(fù)制出來一份，改名為 chapter3，表示是第 3 章節(jié)的項目，同時修改：

1. pom.xml 中的 artifactId 修改為 chapter32. application.yml 中的 server.port 修改成 8089

這樣我們分別啟動 chapter1 和 chapter3，這樣就相當(dāng)于把相同的項目部署了兩套，端口分別是 8088 和 8089 。

Step 2. 下載 Nginx

我們可以在 Nginx 的官網(wǎng) 下載我們所需的版本，因為我使用 windows 環(huán)境開發(fā)，所以我在這里就選擇了 nginx/Windows-1.14.2 這個版本。

下載完成解壓縮，不需要額外的安裝，可以直接使用。

Step 3. 配置 Nginx

進(jìn)入 nginx-1.14.2\conf 目錄下，用文本編輯器打開 nginx.conf，對配置文件進(jìn)行如下修改：

1. 在 http 中增加 upstream，并配置兩臺環(huán)境的地址；2. 在 http.server.location 中增加 proxy_pass 的配置；

http{

...

#增加upstream的配置，其中myserver是自己起的名字

upstreammyserver{

server127.0.0.1:8088;? #有幾套環(huán)境，就配置幾條

server127.0.0.1:8089;

}

server{

listen80;

server_namelocalhost;

#charsetkoi8-r;

#access_loglogs/host.access.logmain;

location/ {

roothtml;

indexindex.htmlindex.htm;

proxy_passhttp://myserver; #增加，其中 http://myserver 的 myserver 要和上文對應(yīng)

? ? ? ? }

? ? ? }

? ? }

? ? ...

}

完整配置文件請參考：nginx.conf

Step 4. 啟動 Nginx

我們可以直接雙擊 nginx-1.14.2 目錄下的 nginx.exe 啟動；也可以通過 cmd 命令打開控制臺，進(jìn)入 nginx-1.14.2 目錄執(zhí)行如下命令啟動 Nginx：

start nginx //啟動 Nginx ；啟動后可能一閃而過，我們可以看一下任務(wù)管理器是否有名字叫做 nginx.exe 的進(jìn)程

nginx.exe -s stop //停止 Nginx

nginx.exe -s quit //停止 Nginx

Step 5. 測試 Nginx

讓我們測試一下 Nginx 是否配置并啟動成功，打開瀏覽器輸入：

http://127.0.0.1/queryAdmin

注意這里并沒有加端口號，是因為 url 中沒有端口號的時候表示端口號為 80，而我們 Nginx 的配置文件中，監(jiān)聽的正是 80 端口 (listen 80)；我們可以在瀏覽器中看到服務(wù)返回的結(jié)果：

User : Admin

這就說明 Nginx 已經(jīng)轉(zhuǎn)發(fā)了我們的請求到了服務(wù)端，并正確返回，那么負(fù)載均衡是如何體現(xiàn)的呢？讓我們多刷新幾次瀏覽器，然后看看后臺日志：

我前后一共調(diào)用了 5 次服務(wù)，可以看到兩個服務(wù)端分別接收到了 2 次和 3 次請求，負(fù)載均衡達(dá)到了效果。

4. Nginx 常見的路由策略

1. 輪詢法

最簡單的輪詢法，多余的配置不需要增加。

upstreammyserver{

server127.0.0.1:8088;# 有幾套環(huán)境，就配置幾條

? server 127.0.0.1:8089;

}

2. 源地址哈希法

使用 ip_hash 關(guān)鍵字，每一個請求，都按 hash(IP) 的結(jié)果決定訪問哪臺服務(wù)器；

upstreammyserver{

ip_hash; #hash(IP)

server127.0.0.1:8088;? # 有幾套環(huán)境，就配置幾條

server127.0.0.1:8089;

}

如果我們本地測試，多次訪問接口，可以發(fā)現(xiàn)請求永遠(yuǎn)落到同一個服務(wù)上，因為本地 IP 一直沒有改變。

3. 加權(quán)輪詢法

使用 weight 關(guān)鍵字，設(shè)置每臺服務(wù)器的權(quán)重；

upstreammyserver{

server127.0.0.1:8088weight=1;# 20% 請求會發(fā)給8088

? server 127.0.0.1:8089 weight=4;

}

4. 最小連接數(shù)法

根據(jù)每個服務(wù)器節(jié)點的連接數(shù)，動態(tài)地選擇當(dāng)前連接數(shù)最少的服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)請求；

upstreammyserver{

least_conn;

server127.0.0.1:8088;

server127.0.0.1:8089;

}

5. 最快響應(yīng)速度法

根據(jù)每個服務(wù)器節(jié)點的響應(yīng)時間（請求的往返延遲），動態(tài)地選擇當(dāng)前響應(yīng)速度最快的服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)請求；需要額外安裝 nginx-upstream-fair 模塊。

upstreammyserver{

fair; # 額外安裝nginx-upstream-fair模塊

server127.0.0.1:8088;

server127.0.0.1:8089;

}

6. URL 哈希算法

對 URL 進(jìn)行 Hash 運算，根據(jù)結(jié)果來分配請求，這樣每個 URL 都可以訪問到同一個服務(wù)端；當(dāng)服務(wù)端有緩存的時候，比較有效。

upstreammyserver{

hash$request_uri;

server127.0.0.1:8088;# 有幾套環(huán)境，就配置幾條

? server 127.0.0.1:8089;

}

也可以安裝第三方模塊，比如我們要使用 URL 一致性哈希算法，那么我們可以安裝

ngx_http_upstream_consistent_hash 模塊。

upstreammyserver{

consistent_hash$request_uri;

server127.0.0.1:8088;

server127.0.0.1:8089;

}

參考資料：Upstream Consistent Hash

5. Nginx 常用功能

5.1 請求失敗重試

當(dāng)一臺服務(wù)器掛掉，請求如何轉(zhuǎn)發(fā)到其他正常的服務(wù)器上？

我們可以先做個試驗，就是關(guān)閉 8089 端口的服務(wù)，只保留 8088 端口的服務(wù)，然后調(diào)用幾次接口，如果其中一次調(diào)用長時間不返回（瀏覽器訪問狀態(tài)圖標(biāo)一直在打轉(zhuǎn)），表示本次請求發(fā)送到了 8089 端口，那么讓我們等待一段時間...大約一分鐘之后，8080 端口服務(wù)的后臺日志，打印出來日志，調(diào)用端接收到了返回，這說明：

Nginx 默認(rèn)有失敗重試機(jī)制；

默認(rèn)的超時時間為 60s 。

這里的超時時間是可以修改的，需要在 http.server.location 中增加如下配置：

location/ {

roothtml;

indexindex.html index.htm;

proxy_passhttp://myserver;

proxy_connect_timeout5;# 連接超時時間

? ? ? ? ? ? proxy_send_timeout 5; # 發(fā)送數(shù)據(jù)給后端服務(wù)器的超時時間

? ? ? ? ? ? proxy_read_timeout 5; # 后端服務(wù)器的相應(yīng)時間

? ? ? ? ? ? #proxy_next_upstream off; # 是否要關(guān)閉重試機(jī)制

? ? ? ? }

完整配置文件請參考：設(shè)置超時重試時間5秒-nginx.conf

不過這里要注意一點，如果設(shè)置了服務(wù)器相應(yīng)超時時間(比如設(shè)置了 10s )，萬一應(yīng)用的業(yè)務(wù)處理時間比較慢(業(yè)務(wù)處理花費了 15s )，那么會導(dǎo)致 Nginx 超時重試，那么可能會造成重復(fù)處理。

5.2 后端服務(wù)器節(jié)點健康狀態(tài)檢查

如果掛掉一臺服務(wù)器，路由到這臺服務(wù)器請求每次都要等到超時時間過去，才能發(fā)起重試，如果 Nginx 不再把請求發(fā)送給掛掉的服務(wù)器，那就省事多了；

這就叫做“后端服務(wù)器節(jié)點健康狀態(tài)檢查”。

如果不安裝第三方模塊，可以做如下配置完成“后端服務(wù)器節(jié)點健康狀態(tài)檢查”：

1. 設(shè)置超時時間：

location/ {

roothtml;

indexindex.html index.htm;

proxy_passhttp://myserver;

proxy_connect_timeout5;# 連接超時時間

? ? ? ? ? ? proxy_send_timeout 5; # 發(fā)送數(shù)據(jù)給后端服務(wù)器的超時時間

? ? ? ? ? ? proxy_read_timeout 5; # 后端服務(wù)器的相應(yīng)時間

? ? ? ? ? ? #proxy_next_upstream off; # 是否要關(guān)閉重試機(jī)制

? ? ? ? }

2. 設(shè)置嘗試重試的次數(shù)：

upstreammyserver{

server127.0.0.1:8088max_fails=1fail_timeout=100s;

server127.0.0.1:8089max_fails=1fail_timeout=100s;

}

其中 max_fails 表示最多失敗次數(shù)，fail_timeout 表示在一個時間段內(nèi)，服務(wù)器不會再次嘗試訪問；上面的配置表示在 100s 內(nèi)，只要超時失敗 1 次，就不再訪問該服務(wù)器。

完整配置文件請參考：設(shè)置超時重試時間5s-失敗1次100秒之內(nèi)不再訪問-nginx.conf

除此之外，我們還可以安裝第三方模塊來實現(xiàn)“后端服務(wù)器節(jié)點健康狀態(tài)檢查”：

nginx_upstream_check_module

ngx_http_healthcheck_module

5.3 Nginx 的高可用

以為使用 Nginx ，部署了多臺應(yīng)用服務(wù)器，可以保證應(yīng)用服務(wù)器的高可用（掛掉一臺，還有其他服務(wù)器可以用）；

但是如何保證負(fù)載均衡的高可用性？也就是萬一 Nginx 掛了怎么辦？

Nginx 同樣也需要部署多臺，架構(gòu)大概是這個樣子的：

現(xiàn)在應(yīng)用比較廣泛的是利用 keepalived 實現(xiàn) Nignx 的高可用：

5.4 其他

除了以上的常見功能，強(qiáng)大的 Nginx 還可以：

限制 IP 訪問頻率和帶寬占用；

緩存靜態(tài)資源；

文件壓縮；

TCP 負(fù)載；

防盜鏈；

等等等等...

總結(jié)

我們現(xiàn)在的架構(gòu)已經(jīng)變成了：

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