Ubuntu下OpenResty 搭建高性能服务端

逃离我推掉我的手 2022-10-06 00:41 147阅读 0赞

# Socke 介绍 #

Linux Socket 编程领域为了处理大量连接请求场景，需要使用非阻塞 I/O 和复用，select、poll、epoll 是 Linux API 提供的 I/O 复用方式，自从 Linux2.6 中加入了 epoll 之后，高性能服务器领域得到广泛的应用，Nignx 就是使用 epoll 来实现 I/O 复用支持高并发。

对于“高性能”服务端而言，我们所关注的并不是语言的性能，而是缓存和语言支持异步非阻塞。

**缓存**

*  针对缓存要明白通信速度的快慢顺序
    
     *  内存>SSD>机械磁盘
     *  本机>网络
     *  进程内 > 进程间

缓存系统的目标是希望在进程内的命中率是最高的，那么此时缓存系统整体的效率也是最高的。

# 异步非阻塞 #

希望访问数据库、访问网络，访问一些比较慢的IO设备时，不要在等待上耗费大量时间。而是使用事件驱动的方式，当系统完成某项任务后再来通知我们。这样就可以将服务器CPU的空闲资源，用来服务客户端连接。

# OpenResty #

OpenResty是基于Ngnix和Lua的高性能web平台，内部集成精良的LUa库、第三方模块、依赖项。用于方便搭建能够处理高并发、扩展性极高的动态web应用、web服务、动态网关。可以使用Lua脚本调用Ngnix支持的C以及Lua模块，快速构建10K～1000K单机并发连接的高性能web应用系统。OpenResty的目标是让web服务直接运行在Nginx服务内部，利用Ngnix的非阻塞IO模型，对HTTP客户端请求和后端DB进行一致的高性能响应。

OpenResty的出现可以说是颠覆了高性能服务端的开发模式。OpenResty实际上是Nginx+LuaJIT的完美组合。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQwOTA3OTc3_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
由于Nginx采用的是master-worker模型，也就是一个master主进程管理多个worker进程，基本的事件处理都是放在worker中，master仅负责一些全剧初始化，以及对worker的管理。在OpenResty中，每个worker使用一个LuaVM，每个请求被分配到worker时，将在这个LuaVM中创建一个coroutine协程。协程之间数据隔离，每个协程具有独立的全局变量\_G。

Lua中的协程和多线程下的线程类似，都有自己的堆栈、局部变量、指令指针…，但是和其他协程程序共享全局变量等信息。线程和协程主要不同在于：多处理器的情况下，概念上来说多线程是同时运行多个线程，而协程是通过代码来完成协程的切换，任何时刻只有一个协程程序在运行。并且这个在运行的协程只有明确被要求挂起时才会被挂起。

根据实际测试，OpenResty性能接近于Nginx 性能之王c module，甚至超过。

# OpenResty 架构 #

**负载均衡**  
LVS+HAProxy将流量转发给核心Nginx1和Nginx2，即实现了流量的负载均衡。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQwOTA3OTc3_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
**单机闭环**  
所有想要的数据都能从本服务器直接获取，大多数时候无需通过网络或去其他服务器获取。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQwOTA3OTc3_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

# 分布式闭环 #

单机闭环会遇到2个主要问题

*  数据不一致
    
     *  例如没有主从架构导致不同服务器数据不一致
 *  遇到存储瓶颈
    
     *  磁盘或内存遇到天花板

解决数据不一致比较好的办法是采用主从或分布式集中存储，而遇到存储瓶颈就需要进行按业务键进行分片，将数据分散到多台服务器。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQwOTA3OTc3_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]**接入网关**  
接入网关又叫接入层，即接收流量的入口，在入口处做如下事情：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQwOTA3OTc3_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]

# OpenResty环境搭建 #

安装前准备，必须安装perl、libpcre、libssl库。

# 从系统路径中查看必备库是否已经安装
    $ sudo ldconfig -v
    
    # 安装必备库
    $ sudo apt install libpcre3-dev libssl-dev perl make build-essential curl libreadline-dev libncurses5-dev

下载并解压OpenResty后进入其目录

$ wget https://openresty.org/download/ngx_openresty-1.13.6.1.tar.gz
    $ tar -zxvf ngx_openresty-1.13.6.1.tar.gz
    $ mv openresty-1.13.6.1 openresty
    $ cd openresty
    $ ./configure

默认会被安装到/usr/local/openresty目录下

# 编译并安装
    $ sudo make && make install
    $ cd /usr/local/openresty

启动Nginx

$ sudo /usr/local/openresty/nginx/sbin/nginx
    $ ps -ef | grep nginx
    $ service nginx status

Nginx启动若出现

nginx: [emerg] bind() to 0.0.0.0:80 failed (98: Address already in use)
    nginx: [emerg] still could not bind()

说明80端口并占用，查看80端口被占用的端口并重启。原因在于nginx先监听了ipv4的80端口之后又监听了ipv6的80端口，于是就重复占用了。

$ sudo netstat -ntlp | grep 80
    $ sudo killall -9 nginx

重新编辑Nginx配置文件

$ sudo vim /etc/nginx/conf/nginx.conf
    
    listen 80;
    listen [::]:80 ipv6only=on default_server;

使用curl工具或在浏览器访问默认80端口

$ curl 127.0.0.1

浏览器输入http://127.0.0.1/

将Nginx工具配置到当前用户的系统环境变量中

$ sudo vim ~/.bashrc
    export PATH=$PATH:/usr/local/openresty/nginx/sbin
    $ source ~./bashrc
    $ cd ~
    $ nginx -s reload
    nginx: [alert] kill(12267, 1) failed (1: Operation not permitted)

# 开发文档 #

https://www.nginx.com/resources/wiki/modules/lua/ ubuntu 安装 vcode 或 sublime text 编辑器

content_by_lua
    
    $ vim /usr/local/openresty/nginx/conf/nginx.conf
    location /test {
      default_type text/html;
      content_by_lua 'ngx.say("hello openresty")';
    }

# 重启Nginx
    $ /usr/local/openresty/nginx/sbin/nginx -s reload
    
    # 浏览器访问 127.0.0.1/test
    content_by_lua_file
    
    $ vim nginx.conf
    location /test {
      content_by_lua_file 'html/test.lua';
    }

$ vim ../html/test.lua
    ngx.say("hello lua")
    $ sudo /usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload
    $ curl 127.0.0.1/test
    hello lua

为避免每次修改都需要重启Nginx，可在Nginx的server选项中配置lua\_code\_cache选项。

$ vim nginx.conf
    server{
      lua_code_cache off;
      location /test{
        content_by_lua_file 'html/test.lua';
      }
    }
    $ sudo /usr/local/openresty/nginx/sbin/nginx -s reload
    nginx: [alert] lua_code_cache is off; this will hurt performance in /usr/local/openresty/nginx/conf/nginx.conf:48

# OpenResty入门 #

创建工作目录

OpenResty安装之后就有配置文件及相关目录，为了工作目录和安装目录互不干扰，另外创建OpenResty工作目录，并另写配置。

$ mkdir -p ~/openresty/test/logs ~/openresty/test/conf
    $ vim ~/openresty/test/conf/nginx.conf
    
    # 设置Nginx worker工作进程数量，即CPU核数。
    worker_processes 1;
    
    # 设置错误日志文件路径
    error_log logs/error.log;
    # 配置Nginx服务器与用户的网络连接
    events{
        # 设置每个工作进程的最大连接数
        worker_connections 10224;
    }
    
    http{
        # 虚拟机主机块定义
        server{
            # 监听端口
            listen 8001;
            # 配置请求的路由
            location /{
                default_type text/html;
                content_by_lua_block{
                    ngx.say("hello world");
                }
            }
        }
    }
    
    $ nginx -p ~/openresty/test
    $ curl 127.0.0.1:8001
    hello world

$ vim nginx.conf
    location /test{
      content_by_lua_file "lua/test.lua";
    }
    $ cd .. && mkdir lua && cd lua
    $ vim test.lua
    local args = ngx.req.get_uri_args()
    local salt = args.salt
    if not salt then
      ngx.exit(ngx.HTTP_BAD_REQUEST)
    end
    local md5str = ngx.md5(ngx.time()..salt)
    ngx.say(md5str)
    
    $ sudo /usr/local/openresty/nginx/sbin/nginx -s reload
    $ curl -i 127.0.0.1/test?salt=lua
    HTTP/1.1 200 OK
    Server: openresty/1.13.6.2
    Date: Sun, 27 Jan 2019 10:07:17 GMT
    Content-Type: application/octet-stream
    Transfer-Encoding: chunked
    Connection: keep-alive
    
    b55b77f75e46b96b11778ca7edfe8d55

若代码中出现错误则需要直接查看Nginx的错误日志进行查看

$ vim nginx/logs/error.log
    2019/01/27 17:37:15 [error] 15764#0: *6 failed to load external Lua file "/usr/local/openresty/nginx/test.lua": 
    cannot open /usr/local/openresty/nginx/test.lua: No such file or...

Windows系统下查看Nginx进程

λ tasklist /fi "imagename eq nginx.exe"
    
    映像名称                       PID 会话名              会话#       内存使用
    ========================= ======== ================ =========== ============
    nginx.exe                     9072 Console                    1      7,840 K
    nginx.exe                     7692 Console                    1     12,304 K
    nginx.exe                     8120 Console                    1      7,840 K
    nginx.exe                     4552 Console                    1     12,188 K
    nginx.exe                     9588 Console                    1      7,828 K
    nginx.exe                     6256 Console                    1     12,216 K
    nginx.exe                     7308 Console                    1      7,828 K
    nginx.exe                    10192 Console                    1     12,212 K
    
    λ taskkill /im nginx.exe /f

成功: 已终止进程 “nginx.exe”，其 PID 为 9072。

作者：JunChow520  
链接：https://www.jianshu.com/p/09c17230e1ae

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