Nginx 求职高频面试题：开始刷题

介绍

不少同学可能只‌在部署项目时接触过 Ngin⁢x ，甚至有的同学没有接触过‌ Nginx 。

要知道 Nginx‌ 作为一个高性能的 web 服务器⁢和反向代理服务器，无论是前端还是后‌端同学都有必要对其有一定程度的了解。                ⁡                

学习路线

1、基础入门

• Nginx 是什么：了解 Nginx 的定义，特点（轻量级、高性能的反向代理 Web 服务器）及其应用场景。
• 特点：
  • 轻量级：占用资源少，适合低资源服务器使用。
  • 高性能：异步非阻塞的事件驱动模型，使其能够高效处理数万并发连接。
  • 稳定性强：在高并发场景下仍能保持稳定。
  • 灵活性强：支持自定义模块和脚本扩展。
• Nginx 作用：
  • 作为 Web 服务器提供静态内容服务
  • 作为反向代理和负载均衡器
  • 作为 API 网关
• 安装：参考官方文档进行安装 Nginx安装指南。
• Nginx 基本命令
  • 启动：nginx
  • 停止：nginx -s stop
  • 重启：nginx -s reload
  • 检查配置：nginx -t（确保修改后的配置文件语法正确）
  • 查看状态：通过 systemctl status nginx 或 nginx -V 查看当前版本和编译参数。
• 配置文件
  • 全局配置块
  • HTTP 块
  • Server 块
  • Location 块
• 静态文件服务：如何配置 Nginx 提供静态文件（HTML、CSS、JavaScript等）。

2、常用基础配置

• 反向代理：配置 Nginx 作为反向代理，将请求转发到后端服务器。
• 负载均衡：设置简单的负载均衡策略（轮询、权重等）。健康检查配置，确保服务正常运行时才参与负载均衡。
• 虚拟主机：配置多个虚拟主机，支持不同域名。
• HTTPS 配置：使用 SSL/TLS 为网站启用 HTTPS。
• 动静分离：比如 静态资源由 Nginx 直接处理，动态资源交由后端处理。
• 防盗链：检查 HTTP 请求头中的 Referer 字段。

3、高级操作

可视化管理工具

• Nginx Amplify：由 Nginx 官方推出的一款轻量级监控和可视化管理工具。
• Nginx Proxy Manager：开源的 Web UI 管理工具，专门用于通过 Nginx 管理反向代理、SSL 配置、重定向等。
• NginxConfig：生成 Nginx 配置文件的开源、可视化的 Web 工具。
• GoAccess：日志可视化。
• Nginx UI：https://nginxui.com/zh_CN/guide/about.html
• 其它工具：比如宝塔 Linux 服务器管理面板。

高级配置

• 缓存配置：使用 Nginx 的缓存机制提高性能。
• 重定向和重写：实现 URL 重定向和 URL 重写规则。
• 自定义日志：配置 Nginx 日志格式，进行请求日志的管理。
• 访问控制与认证：配置IP白名单、黑名单和基本认证。
• 扩容：纵向扩容（增加单台服务器的硬件资源）和 横向扩容（增加服务器数量）。
• worker 进程优雅关闭：nginx -s quit
• keepalive：在单个 TCP 连接上复用多个 HTTP 请求，减少连接建立和关闭的开销。
• UDP 协议的反向代理。
• Gzip、Brotli 压缩。
• 自定义错误页面。
• WebSocket 支持。
• HTTP/2 支持。

模块扩展

• 模块使用：学习常用模块的配置，如rewrite、gzip等。
• 高可用性配置：结合 Keepalived 实现 Nginx 高可用。
• 开发一个模块：https://nginx.org/en/docs/dev/development_guide.html
• OpenResty 平台：通过 OpenResty 的 lua 模块执行脚本等。

4、原理扩展

• 事件驱动模型：理解 Nginx 的事件处理机制和异步架构。

  • 异步非阻塞 IO：避免了传统阻塞式服务器在处理大量请求时的性能瓶颈，在处理请求时不会因为某个 I/O 操作（如等待文件读取或网络响应）而挂起整个进程。
  • 事件循环机制：基于多路复用技术（如 epoll、kqueue），通过单个线程处理多个连接。事件循环不断检测事件的状态（如连接是否可读、可写）。
  • 连接池与内存管理：连接池和缓冲区复用，确保在高并发情况下最大化资源利用，避免频繁的内存分配和回收。

• 模块化设计：学习 Nginx 的模块结构，如何开发和使用第三方模块。

  • 核心模块：这些模块提供基础的功能，如连接管理、请求解析等。
  • 标准模块：例如 HTTP、Mail、Stream 模块，提供了常见的 Web 和网络服务功能。
  • 第三方模块：通过插件的形式加载第三方模块，常见的第三方模块有 njs 模块、ngx_http_upstream_hash_module 模块等。

• 性能调优：分析 Nginx 性能瓶颈，并进行相应的优化。

  • CPU、内存的优化：调整 worker_processes 数量以充分利用多核 CPU；使用 worker_cpu_affinity 绑定 worker 进程到特定 CPU 核心，提高缓存命中率。
  • 连接数优化：使用 worker_connections 配置单个 worker 进程的最大连接数。合理配置连接数能有效处理大量并发请求。
  • 内存缓冲区调优：client_body_buffer_size、client_max_body_size、proxy_buffers 等指令可用于优化 Nginx 的内存使用，避免过度使用 swap 或内存溢出。
  • 异步 I/O 的配置：使用 sendfile、tcp_nopush 和 tcp_nodelay 这些指令来优化网络数据包的传输方式，减少系统调用和上下文切换，提升传输效率。
  • 进程管理：Nginx 的 master-worker 进程模型允许多个 worker 进程同时处理请求，合理配置进程数和 CPU 亲和性能显著提升并发处理能力。
  • 缓存优化：通过 proxy_cache、fastcgi_cache 机制进行缓存优化，加快静态资源响应速度，减少服务器负载。

• 处理 http 请求的 11 个流程

  • 

• 负载均衡机制

  • 轮询：请求轮流分发到不同的后端服务器，这是一种最简单的均衡方式。
  • 最少连接：将请求发送给当前处理请求最少的服务器。
  • IP Hash：通过计算客户端 IP 地址的哈希值，始终将来自同一 IP 的请求发送到同一个后端服务器。
  • 权重：为不同服务器分配请求权重。
  • 健康检查：比如 nginx_upstream_check_module 模块。

• 限流机制

  • 请求速率限流：控制单位时间内的请求频率，防止大量请求瞬时涌入导致服务器过载。
  • 并发连接限流：限制同时建立的连接数，适合限制占用长时间连接资源的场景。
  • 限流原理：漏桶算法、令牌桶算法

• 进程间的通信

  • 信号
  • 共享内存
  • 套接字

• 源码

  
  

5、备战面试

• 常见面试问题：
  • Nginx 原理面试题 – 面试鸭 – 程序员求职面试刷题神器
• 实践项目：搭建一个小型项目，将所学知识应用于实际环境中，例如构建一个简单的网站或 API 服务。