Nginx（读作 “engine-x”）是一个高性能的 Web 服务器、反向代理服务器和负载均衡器。它最初由 Igor Sysoev 开发，核心目标是解决高并发连接的问题。

现在它已经成为互联网基础设施里最常见的软件之一，很多网站、API、网关、Kubernetes Ingress 都在用它。

---

一、Nginx 是干什么的

Nginx 本质上可以做 5 件核心事情：

功能	说明
静态文件服务器	提供 HTML/CSS/JS/图片
反向代理	转发请求给后端服务
负载均衡	把流量分发到多台机器
HTTPS 网关	TLS/SSL 终止
网关/边缘层	限流、缓存、鉴权、压缩等

---

二、Nginx 的典型架构位置

最经典的部署：

用户浏览器
    ↓
 Nginx
    ↓
后端应用（Java / Go / Node / Python）

比如：

https://example.com
        ↓
     Nginx
        ↓
  127.0.0.1:8080

Nginx 对外暴露 80/443 端口。

后端程序只跑内部端口。

---

三、为什么大家喜欢 Nginx

核心原因：

1. 高性能

Nginx 用的是：

• 事件驱动

• 非阻塞 IO

• epoll（Linux）

所以它：

• 内存占用低

• 并发能力强

• 非常适合大量连接

---

2. 适合高并发

Apache 的传统模式：

一个请求 = 一个线程

Nginx：

一个 worker 处理大量连接

所以 Nginx 更轻量。

PS：Apache、Nginx、Tomcat 的关系

很多人第一次接触会混。

实际上：

软件	本质
Apache HTTP Server	Web Server
Nginx	Web Server / Reverse Proxy
Tomcat	Java Application Server

核心区别：

Apache/Nginx
    主要处理 HTTP

Tomcat
    主要运行 Java Web 应用

---

最经典架构

Browser
   ↓
Nginx / Apache
   ↓
Tomcat
   ↓
Java代码

---

为什么不直接让 Tomcat 对外？

因为 Tomcat：

• 动态能力强

• 但静态资源能力弱

• 并发能力不如 Nginx

• HTTPS、缓存、限流不专业

所以：

Nginx负责“入口”
Tomcat负责“业务”

---

一个形象理解

Nginx

像：

酒店前台

负责：

• 接待

• 分流

• 安检

• 排队

---

Tomcat

像：

真正干活的后厨

负责：

• 执行业务逻辑

• 查数据库

• 返回结果

---

3. 配置简单

配置文件结构清晰：

http {
    server {
        listen 80;

        location / {
            proxy_pass http://127.0.0.1:8080;
        }
    }
}

---

四、Nginx 核心概念

---

1. worker 进程

Nginx 架构：

master process
    ├── worker
    ├── worker
    ├── worker

master：

• 管理配置

• 管理 worker

worker：

• 真正处理请求

一般：

worker_processes auto;

自动等于 CPU 核数。

---

2. event loop

Nginx 最大特点。

它不是：

请求来了 → 创建线程

而是：

一个 worker
    ↓
监听大量 socket
    ↓
谁可读就处理谁

这就是：

• Reactor 模式

• 事件驱动

---

3. location

location 是路由规则。

例如：

location /api/ {
    proxy_pass http://backend;
}

表示：

/api/*

都转发给后端。

---

4. upstream

upstream 是后端服务池。

upstream backend {
    server 10.0.0.1:8080;
    server 10.0.0.2:8080;
}

然后：

proxy_pass http://backend;

---

五、反向代理（最重要）

这是 Nginx 最核心用途。

---

什么叫反向代理

用户：

以为自己访问的是 nginx

实际上：

nginx 去访问后端

用户根本不知道后端是谁。

---

请求流程

Browser
   ↓
Nginx:443
   ↓
Spring Boot:8080

Nginx：

• 接收 HTTPS

• 解密 TLS

• 转发 HTTP

• 返回结果

---

配置示例

server {
    listen 80;

    location / {
        proxy_pass http://127.0.0.1:8080;
    }
}

PS：什么是 TLS 解密

HTTPS：

HTTP + TLS加密

浏览器发送的是：

加密后的数据

服务器必须：

先解密
再看HTTP内容

这个过程：

TLS termination

或者：

SSL termination

---

TLS 终止（TLS termination）

比如：

Browser
   ↓ HTTPS
Nginx
   ↓ HTTP
Tomcat

Nginx：

• 负责 TLS 握手

• 解密 HTTPS

• 转成普通 HTTP 给 Tomcat

这叫：

TLS terminated at Nginx

---

为什么这么做

因为 TLS 很耗 CPU。

RSA/ECDHE/AES 都有计算。

如果让每个 Java 服务自己搞：

• 成本高

• 配置复杂

• 性能差

所以统一放 Nginx。

---

六、负载均衡

---

最简单的负载均衡

upstream app {
    server 10.0.0.1:8080;
    server 10.0.0.2:8080;
    server 10.0.0.3:8080;
}

Nginx 默认：

轮询（round robin）

---

其它策略

1. 权重

server 10.0.0.1 weight=5;

---

2. IP 哈希

ip_hash;

同一个用户总访问同一台机器。

适合 session。

---

3. 最少连接

least_conn;

PS：ip_hash 和 least_conn 怎么做的

---

1. ip_hash

目标：

同一个用户固定到同一台机器

---

原理

Nginx：

hash(client_ip) % server_count

例如：

192.168.1.1
    ↓
hash
    ↓
server2

所以：

• session 不丢

• 用户固定

缺点：

• 不均衡

• NAT （网络地址转换）下很多用户同 IP

---

2. least_conn

目标：

谁最闲给谁

Nginx 维护：

server1: 120 connections
server2: 40 connections
server3: 9 connections

新请求：

给 server3

适合：

• 长连接

• WebSocket

• 请求耗时不均

---

七、HTTPS 支持

Nginx 经常做 TLS 终止。

---

HTTPS 配置

server {
    listen 443 ssl;

    ssl_certificate cert.pem;
    ssl_certificate_key key.pem;

    location / {
        proxy_pass http://backend;
    }
}

---

八、静态资源优化

Nginx 非常适合：

• 图片

• CSS

• JS

• 视频

因为它：

• sendfile

• 零拷贝

• 文件缓存

性能非常高。

---

九、常见场景

---

1. 前后端分离

Vue React
    ↓
 Nginx
    ↓
 Java API

---

2. Kubernetes Ingress

很多 Ingress Controller：

• nginx ingress

本质就是：

K8s + Nginx

PS：Kubernetes Ingress 是什么

K8s 里：

Pod 会频繁变化

需要：

统一流量入口

Ingress 就是：

K8s里的反向代理规则

---

Ingress Controller

真正干活的：

Nginx Ingress Controller

它会：

读取Ingress配置
    ↓
自动生成nginx.conf

---

例如

apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
spec:
  rules:
  - host: api.test.com
    http:
      paths:
      - path: /user
        backend:
          service:
            name: user-service

相当于自动生成：

location /user {
    proxy_pass http://user-service;
}

---

---

3. API Gateway

Nginx 可以做：

• 限流

• 鉴权

• JWT

• CORS

• 灰度发布

---

十、常见配置

---

1. gzip 压缩

gzip on;
gzip_types text/css application/json;

---

2. 跨域

add_header Access-Control-Allow-Origin *;

---

3. 限流

limit_req_zone $binary_remote_addr zone=api:10m rate=10r/s;

---

4. 缓存

proxy_cache_path /tmp/nginx_cache;

---

十一、Nginx vs Apache

对比	Nginx	Apache
并发模型	事件驱动	多线程/多进程
高并发	强	一般
静态资源	强	一般
动态语言	依赖代理	模块生态强
内存占用	低	高

---

十二、Nginx 的缺点

1. 配置有点反直觉

尤其：

• location 匹配

• rewrite

• proxy_pass 尾斜杠

很容易踩坑。

---

2. 动态模块不如 Apache 灵活

虽然现在改善很多。

---

十三、一个完整例子

worker_processes auto;

events {
    worker_connections 1024;
}

http {

    upstream backend {
        server 127.0.0.1:8080;
        server 127.0.0.1:8081;
    }

    server {
        listen 80;
        server_name example.com;

        location / {
            proxy_pass http://backend;
        }

        location /static/ {
            root /var/www/html;
        }
    }
}

---

十四、现代架构里的 Nginx

今天 Nginx 经常出现在：

CDN
API Gateway
Kubernetes
微服务
Service Mesh 边缘层

很多云厂商底层其实也是 Nginx 魔改版。

例如：

• OpenResty

• Kong

• APISIX

• Tengine

都是基于 Nginx。

---

十五、一句话总结

Nginx 本质上是：

一个基于事件驱动模型的高性能网络服务器，核心能力是“高效处理大量连接”。

最重要的能力：

反向代理 + 负载均衡 + 高并发

如果你愿意，我还能继续讲：

• Nginx 配置文件详解

• location 匹配规则

• proxy_pass 为什么容易错

• Nginx 工作原理源码级分析

• epoll/reactor 模型

• Nginx + Docker

• Nginx + Kubernetes

• OpenResty

• Lua 扩展

• Nginx 性能调优

• 面试高频题

---

七、JWT 是什么

JWT：

JSON Web Token

本质：

一种“自带签名”的身份凭证

---

传统 Session

session_id → Redis查用户

JWT：

token里直接有用户信息

---

JWT 结构

header.payload.signature

例如：

eyJhbGci...

---

优点

• 无状态

• 微服务方便

• 不依赖 session

---

八、CORS 是什么

浏览器安全策略：

禁止跨域

比如：

a.com
请求
b.com

会被拦。

---

CORS

Cross-Origin Resource Sharing。

服务器告诉浏览器：

我允许跨域

---

Nginx 配置

add_header Access-Control-Allow-Origin *;

---

九、灰度发布

目标：

新版本先给少量用户

---

方法

1. 按 IP

10% 用户走 v2

---

2. 按 Cookie

---

3. 按 Header

---

Nginx 可以：

if ($cookie_user = beta) {
    proxy_pass http://v2;
}

---

十、location 匹配规则（超级重要）

---

优先级

=      精确匹配
^~     前缀匹配
~      正则（区分大小写）
~*     正则（不区分）
/      普通前缀

---

示例

location = /login

精确匹配。

---

location ^~ /static/

最高优先级前缀。

---

location ~ \.php$

正则。

---

一个坑

location /api
location /api/v1

会选：

最长前缀

---

十一、proxy_pass 为什么容易错

因为：

尾斜杠规则反直觉

---

例子

location /api/ {
    proxy_pass http://backend/;
}

请求：

/api/user

结果：

/user

---

但：

proxy_pass http://backend;

会变：

/api/user

---

核心规律

proxy_pass 有 /

替换 location 前缀。

---

proxy_pass 没 /

保留原 URI。

---

十二、epoll / reactor 模型

这是 Nginx 的灵魂。

---

传统模型

一个连接一个线程

问题：

• 线程切换贵

• 内存大

---

epoll

Linux 内核：

帮你监听大量socket

应用：

不用轮询

---

Reactor 模式

核心：

事件来了再处理

---

Nginx worker

while(true) {
    epoll_wait()
}

谁可读：

处理谁

---

十三、Nginx 源码级工作原理

---

启动流程

main()
  ↓
ngx_master_process_cycle()

master：

• 监听信号

• 管理 worker

---

worker 核心循环

for (;;) {
    ngx_process_events_and_timers();
}

里面：

epoll_wait

---

请求处理链

accept
  ↓
read request
  ↓
rewrite
  ↓
access
  ↓
content
  ↓
log

模块化。

---

十四、OpenResty

OpenResty：

Nginx + LuaJIT

让 Nginx：

能写业务逻辑

---

Lua 扩展

例如：

access_by_lua_block {
    ngx.say("hello")
}

可以：

• JWT校验

• API网关

• 限流

• 动态路由

---

为什么强

LuaJIT：

• 极快

• 嵌入 Nginx event loop

• 不需要额外进程

---

十五、Nginx + Docker

最常见：

FROM nginx
COPY nginx.conf /etc/nginx/nginx.conf

---

作用

容器里：

• 做静态资源服务

• 做网关

• 做 sidecar

---

十六、Nginx + Kubernetes

K8s 里常见：

Ingress Controller

本质：

Nginx Pod

监听：

K8s API

自动改配置。

---

十七、Nginx 性能调优

---

1. worker_processes

worker_processes auto;

---

2. worker_connections

worker_connections 65535;

最大连接数：

worker * connections

---

3. keepalive

减少 TCP 建连。

---

4. sendfile

sendfile on;

---

5. gzip

减少带宽。

---

6. upstream keepalive

避免频繁连接 Tomcat。

---

7. open_file_cache

缓存文件描述符。

---

十八、一句话串起来

现代 Web 架构：

Browser
   ↓ HTTPS
Nginx
   ↓ HTTP
Tomcat/Go/Node
   ↓
MySQL/Redis

其中：

• Nginx 负责：

  • TLS

  • 反向代理

  • 负载均衡

  • 静态资源

  • 网关

• 应用服务器负责：

  • 业务逻辑

• epoll/reactor：

  • 是 Nginx 高并发核心

• Kubernetes Ingress：

  • 是 K8s 世界里的 Nginx 自动化

• OpenResty：

  • 是“可编程 Nginx”