Nginx是當(dāng)前最流行的HTTP Server之一，根據(jù)W3Techs的統(tǒng)計(jì)，目前世界排名（根據(jù)Alexa）前100萬(wàn)的網(wǎng)站中，Nginx的占有率為6.8%。與Apache相比，Nginx在高并發(fā)情況下具有巨大的性能優(yōu)勢(shì)。
Nginx屬于典型的微內(nèi)核設(shè)計(jì)，其內(nèi)核非常簡(jiǎn)潔和優(yōu)雅，同時(shí)具有非常高的可擴(kuò)展性。Nginx最初僅僅主要被用于做反向代理，后來(lái)隨著HTTP核心的成熟和各種HTTP擴(kuò)展模塊的豐富，Nginx越來(lái)越多被用來(lái)取代Apache而單獨(dú)承擔(dān)HTTP Server的責(zé)任，例如目前淘寶內(nèi)各個(gè)部門(mén)正越來(lái)越多使用Nginx取代Apache，據(jù)筆者了解，在騰訊和新浪等公司也存在類(lèi)似情況。
同時(shí)，大量的第三方擴(kuò)展模塊也令Nginx越來(lái)越強(qiáng)大。例如，由淘寶的工程師清無(wú)（王曉哲）和春來(lái)（章亦春）所開(kāi)發(fā)的nginx_lua_module可以將Lua語(yǔ)言嵌入到Nginx配置中，從而利用Lua極大增強(qiáng)了Nginx本身的編程能力，甚至可以不用配合其它腳本語(yǔ)言（如PHP或Python等），只靠Nginx本身就可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜業(yè)務(wù)的處理。而春來(lái)所開(kāi)發(fā)的ngx_openresty更是通過(guò)集成LuaJIT等組件，將Nginx本身變成了一個(gè)完全的應(yīng)用開(kāi)發(fā)平臺(tái)。目前淘寶數(shù)據(jù)平臺(tái)與產(chǎn)品部量子統(tǒng)計(jì)的產(chǎn)品都是基于ngx_openresty所開(kāi)發(fā)。對(duì)ngxin_lua_module或ngx_openresty感興趣的朋友可以參考我在關(guān)鍵詞上給出的鏈接，后續(xù)我也可能會(huì)寫(xiě)一些與其有關(guān)的文章。
本文將會(huì)重點(diǎn)關(guān)注Nginx模塊開(kāi)發(fā)入門(mén)及基礎(chǔ)。目前Nginx的學(xué)習(xí)資料非常少，而擴(kuò)展模塊開(kāi)發(fā)相關(guān)的資料幾乎只有《Emiller's Guide To Nginx Module Development》一文，此文十分經(jīng)典，但是由于Nginx版本的演進(jìn)，其中少許內(nèi)容可能有點(diǎn)過(guò)時(shí)。本文是筆者在研讀這篇文章和Nginx源代碼的基礎(chǔ)上，對(duì)自己學(xué)習(xí)Nginx模塊開(kāi)發(fā)的一個(gè)總結(jié)。本文將通過(guò)一個(gè)完整的模塊開(kāi)發(fā)實(shí)例講解Nginx模塊開(kāi)發(fā)的入門(mén)內(nèi)容。
本文將基于Nginx最新的1.0.0版本，操作系統(tǒng)環(huán)境為L(zhǎng)inux（Ubuntu10.10）。
前言
Nginx提要
Nginx在Linux下的安裝與運(yùn)行
Nginx配置文件基本結(jié)構(gòu)
Nginx模塊工作原理概述
Nginx模塊開(kāi)發(fā)實(shí)戰(zhàn)
定義模塊配置結(jié)構(gòu)
定義指令
創(chuàng)建合并配置信息
編寫(xiě)Handler
組合Nginx Module
Nginx模塊的安裝
Nginx更深入的學(xué)習(xí)
Nginx參考文獻(xiàn)
Nginx提要
開(kāi)發(fā)Nginx擴(kuò)展當(dāng)然首要前提是對(duì)Nginx有一定的了解，然而本文并不打算詳細(xì)闡述Nginx的方方面面，諸如Nginx的安裝和各種詳細(xì)配置等內(nèi)容都可以在Nginx官網(wǎng)的Document中找到，本文在這里只會(huì)概括性描述一些后面可能會(huì)用到的原理和概念。
Nginx在Linux下的安裝與運(yùn)行
使用Nginx的第一步是下載Nginx源碼包，例如1.0.0的下載地址為http://nginx.org/download/nginx-1.0.0.tar.gz。下載完后用tar命令解壓縮，進(jìn)入目錄后安裝過(guò)程與Linux下通常步驟無(wú)異，例如我想講Nginx安裝到/usr/local/nginx下，則執(zhí)行如下命令：
1
./configure --prefix=/usr/local/nginx
2
make
3
make install
安裝完成后可以直接使用下面命令啟動(dòng)Nginx：
1
/usr/local/nginx/sbin/nginx
Nginx默認(rèn)以Deamon進(jìn)程啟動(dòng)，輸入下列命令：
1
curl -i http://localhost/
就可以檢測(cè)Nginx是否已經(jīng)成功運(yùn)行。或者也可以在瀏覽器中輸入http://localhost/，應(yīng)該可以看到Nginx的歡迎頁(yè)面了。啟動(dòng)后如果想停止Nginx可以使用：
1
/usr/local/nginx/sbin/nginx -s stop
Nginx配置文件基本結(jié)構(gòu)
配置文件可以看做是Nginx的靈魂，Nginx服務(wù)在啟動(dòng)時(shí)會(huì)讀入配置文件，而后續(xù)幾乎一切動(dòng)作行為都是按照配置文件中的指令進(jìn)行的，因此如果將Nginx本身看做一個(gè)計(jì)算機(jī)，那么Nginx的配置文件可以看成是全部的程序指令。
下面是一個(gè)Nginx配置文件的實(shí)例：
01
#user nobody;
02
worker_processes 8;
03
error_log logs/error.log;
04
pid logs/nginx.pid;
05
events {
06
worker_connections 1024;
07
}
08
http {
09
include mime.types;
10
default_type application/octet-stream;
11
sendfile on;
12
#tcp_nopush on;
13
keepalive_timeout 65;
14
#gzip on;
15
server {
16
listen 80;
17
server_name localhost;
18
location / {
19
root /home/yefeng/www;
20
index index.html index.htm;
21
}
22
#error_page 404 /404.html;
23
# redirect server error pages to the static page /50x.html
24
#
25
error_page 500 502 503 504 /50x.html;
26
location = /50x.html {
27
root html;
28
}
29
}
30
}
Nginx配置文件是純文本文件，你可以用任何文本編輯器如vim或emacs打開(kāi)它，通常它會(huì)在nginx安裝目錄的conf下，如我的nginx安裝在/usr/local/nginx，主配置文件默認(rèn)放在/usr/local/nginx/conf/nginx.conf。
其中“#”表示此行是注釋?zhuān)捎诠P者為了學(xué)習(xí)擴(kuò)展開(kāi)發(fā)安裝了一個(gè)純凈的Nginx，因此配置文件沒(méi)有經(jīng)過(guò)太多改動(dòng)。
Nginx的配置文件是以block的形式組織的，一個(gè)block通常使用大括號(hào)“{}”表示。block分為幾個(gè)層級(jí)，整個(gè)配置文件為main層級(jí)，這是最大的層級(jí)；在main層級(jí)下可以有event、http等層級(jí)，而http中又會(huì)有server block，server block中可以包含location block。
每個(gè)層級(jí)可以有自己的指令（Directive），例如worker_processes是一個(gè)main層級(jí)指令，它指定Nginx服務(wù)的Worker進(jìn)程數(shù)量。有的指令只能在一個(gè)層級(jí)中配置，如worker_processes只能存在于main中，而有的指令可以存在于多個(gè)層級(jí)，在這種情況下，子block會(huì)繼承父block的配置，同時(shí)如果子block配置了與父block不同的指令，則會(huì)覆蓋掉父block的配置。指令的格式是“指令名 參數(shù)1 參數(shù)2 … 參數(shù)N;”，注意參數(shù)間可用任意數(shù)量空格分隔，最后要加分號(hào)。
在開(kāi)發(fā)Nginx HTTP擴(kuò)展模塊過(guò)程中，需要特別注意的是main、server和location三個(gè)層級(jí)，因?yàn)閿U(kuò)展模塊通常允許指定新的配置指令在這三個(gè)層級(jí)中。
最后要提到的是配置文件是可以包含的，如上面配置文件中“include mime.types”就包含了mine.types這個(gè)配置文件，此文件指定了各種HTTP Content-type。
一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)server block表示一個(gè)Host，而里面的一個(gè)location則代表一個(gè)路由映射規(guī)則，這兩個(gè)block可以說(shuō)是HTTP配置的核心。
下圖是Nginx配置文件通常結(jié)構(gòu)圖示。
關(guān)于Nginx配置的更多內(nèi)容請(qǐng)參看Nginx官方文檔。
Nginx模塊工作原理概述
（Nginx本身支持多種模塊，如HTTP模塊、EVENT模塊和MAIL模塊，本文只討論HTTP模塊）
Nginx本身做的工作實(shí)際很少，當(dāng)它接到一個(gè)HTTP請(qǐng)求時(shí)，它僅僅是通過(guò)查找配置文件將此次請(qǐng)求映射到一個(gè)location block，而此location中所配置的各個(gè)指令則會(huì)啟動(dòng)不同的模塊去完成工作，因此模塊可以看做Nginx真正的勞動(dòng)工作者。通常一個(gè)location中的指令會(huì)涉及一個(gè)handler模塊和多個(gè)filter模塊（當(dāng)然，多個(gè)location可以復(fù)用同一個(gè)模塊）。handler模塊負(fù)責(zé)處理請(qǐng)求，完成響應(yīng)內(nèi)容的生成，而filter模塊對(duì)響應(yīng)內(nèi)容進(jìn)行處理。因此Nginx模塊開(kāi)發(fā)分為handler開(kāi)發(fā)和filter開(kāi)發(fā)（本文不考慮load-balancer模塊）。下圖展示了一次常規(guī)請(qǐng)求和響應(yīng)的過(guò)程。
Nginx模塊開(kāi)發(fā)實(shí)戰(zhàn)
下面本文展示一個(gè)簡(jiǎn)單的Nginx模塊開(kāi)發(fā)全過(guò)程，我們開(kāi)發(fā)一個(gè)叫echo的handler模塊，這個(gè)模塊功能非常簡(jiǎn)單，它接收“echo”指令，指令可指定一個(gè)字符串參數(shù)，模塊會(huì)輸出這個(gè)字符串作為HTTP響應(yīng)。例如，做如下配置：
1
location /echo {
2
echo "hello nginx";
3
}
則訪(fǎng)問(wèn)http://hostname/echo時(shí)會(huì)輸出hello nginx。
直觀來(lái)看，要實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能需要三步：1、讀入配置文件中echo指令及其參數(shù)；2、進(jìn)行HTTP包裝（添加HTTP頭等工作）；3、將結(jié)果返回給客戶(hù)端。下面本文將分部介紹整個(gè)模塊的開(kāi)發(fā)過(guò)程。
定義模塊配置結(jié)構(gòu)
首先我們需要一個(gè)結(jié)構(gòu)用于存儲(chǔ)從配置文件中讀進(jìn)來(lái)的相關(guān)指令參數(shù)，即模塊配置信息結(jié)構(gòu)。根據(jù)Nginx模塊開(kāi)發(fā)規(guī)則，這個(gè)結(jié)構(gòu)的命名規(guī)則為ngx_http_[module-name]_[main|srv|loc]_conf_t。其中main、srv和loc分別用于表示同一模塊在三層block中的配置信息。這里我們的echo模塊只需要運(yùn)行在loc層級(jí)下，需要存儲(chǔ)一個(gè)字符串參數(shù)，因此我們可以定義如下的模塊配置：
1
typedef struct {
2
ngx_str_t ed;
3
} ngx_http_echo_loc_conf_t;
其中字段ed用于存儲(chǔ)echo指令指定的需要輸出的字符串。注意這里ed的類(lèi)型，在Nginx模塊開(kāi)發(fā)中使用ngx_str_t類(lèi)型表示字符串，這個(gè)類(lèi)型定義在core/ngx_string中：
1
typedef struct {
2
size_t len;
3
u_char *data;
4
} ngx_str_t;
其中兩個(gè)字段分別表示字符串的長(zhǎng)度和數(shù)據(jù)起始地址。注意在Nginx源代碼中對(duì)數(shù)據(jù)類(lèi)型進(jìn)行了別稱(chēng)定義，如ngx_int_t為intptr_t的別稱(chēng)，為了保持一致，在開(kāi)發(fā)Nginx模塊時(shí)也應(yīng)該使用這些Nginx源碼定義的類(lèi)型而不要使用C原生類(lèi)型。除了ngx_str_t外，其它三個(gè)常用的nginx type分別為：
1
typedef intptr_t ngx_int_t;
2
typedef uintptr_t ngx_uint_t;
3
typedef intptr_t ngx_flag_t;
具體定義請(qǐng)參看core/ngx_config.h。關(guān)于intptr_t和uintptr_t請(qǐng)參考C99中的stdint.h或http://linux.die.net/man/3/intptr_t。
定義指令
一個(gè)Nginx模塊往往接收一至多個(gè)指令，echo模塊接收一個(gè)指令“echo”。Nginx模塊使用一個(gè)ngx_command_t數(shù)組表示模塊所能接收的所有模塊，其中每一個(gè)元素表示一個(gè)條指令。ngx_command_t是ngx_command_s的一個(gè)別稱(chēng)（Nginx習(xí)慣于使用“_s”后綴命名結(jié)構(gòu)體，然后typedef一個(gè)同名“_t”后綴名稱(chēng)作為此結(jié)構(gòu)體的類(lèi)型名），ngx_command_s定義在core/ngx_config_file.h中：
1
struct ngx_command_s {
2
ngx_str_t name;
3
ngx_uint_t type;
4
char *(*set)(ngx_conf_t *cf, ngx_command_t *cmd, void *conf);
5
ngx_uint_t conf;
6
ngx_uint_t offset;
7
void *post;
8
};
其中name是詞條指令的名稱(chēng)，type使用掩碼標(biāo)志位方式配置指令參數(shù)，相關(guān)可用type定義在core/ngx_config_file.h中：
01
#define NGX_CONF_NOARGS 0x00000001
02
#define NGX_CONF_TAKE1 0x00000002
03
#define NGX_CONF_TAKE2 0x00000004
04
#define NGX_CONF_TAKE3 0x00000008
05
#define NGX_CONF_TAKE4 0x00000010
06
#define NGX_CONF_TAKE5 0x00000020
07
#define NGX_CONF_TAKE6 0x00000040
08
#define NGX_CONF_TAKE7 0x00000080
09
10
#define NGX_CONF_MAX_ARGS 8
11
12
#define NGX_CONF_TAKE12 (NGX_CONF_TAKE1|NGX_CONF_TAKE2)
13
#define NGX_CONF_TAKE13 (NGX_CONF_TAKE1|NGX_CONF_TAKE3)
14
15
#define NGX_CONF_TAKE23 (NGX_CONF_TAKE2|NGX_CONF_TAKE3)
16
17
#define NGX_CONF_TAKE123 (NGX_CONF_TAKE1|NGX_CONF_TAKE2|NGX_CONF_TAKE3)
18
#define NGX_CONF_TAKE1234 (NGX_CONF_TAKE1|NGX_CONF_TAKE2|NGX_CONF_TAKE3 \
19
|NGX_CONF_TAKE4)
20
21
#define NGX_CONF_ARGS_NUMBER 0x000000ff
22
#define NGX_CONF_BLOCK 0x00000100
23
#define NGX_CONF_FLAG 0x00000200
24
#define NGX_CONF_ANY 0x00000400
25
#define NGX_CONF_1MORE 0x00000800
26
#define NGX_CONF_2MORE 0x00001000
27
#define NGX_CONF_MULTI 0x00002000
其中NGX_CONF_NOARGS表示此指令不接受參數(shù)，NGX_CON F_TAKE1-7表示精確接收1-7個(gè)，NGX_CONF_TAKE12表示接受1或2個(gè)參數(shù)，NGX_CONF_1MORE表示至少一個(gè)參數(shù)，NGX_CONF_FLAG表示接受“on|off”……
set是一個(gè)函數(shù)指針，用于指定一個(gè)參數(shù)轉(zhuǎn)化函數(shù)，這個(gè)函數(shù)一般是將配置文件中相關(guān)指令的參數(shù)轉(zhuǎn)化成需要的格式并存入配置結(jié)構(gòu)體。Nginx預(yù)定義了一些轉(zhuǎn)換函數(shù)，可以方便我們調(diào)用，這些函數(shù)定義在core/ngx_conf_file.h中，一般以“_slot”結(jié)尾，例如ngx_conf_set_flag_slot將“on或off”轉(zhuǎn)換為“1或0”，再如ngx_conf_set_str_slot將裸字符串轉(zhuǎn)化為ngx_str_t。
conf用于指定Nginx相應(yīng)配置文件內(nèi)存其實(shí)地址，一般可以通過(guò)內(nèi)置常量指定，如NGX_HTTP_LOC_CONF_OFFSET，offset指定此條指令的參數(shù)的偏移量。
下面是echo模塊的指令定義：
01
static ngx_command_t ngx_http_echo_commands[] = {
02
{ ngx_string("echo"),
03
NGX_HTTP_LOC_CONF|NGX_CONF_TAKE1,
04
ngx_http_echo,
05
NGX_HTTP_LOC_CONF_OFFSET,
06
offsetof(ngx_http_echo_loc_conf_t, ed),
07
NULL },
08
09
ngx_null_command
10
};
指令數(shù)組的命名規(guī)則為ngx_http_[module-name]_commands，注意數(shù)組最后一個(gè)元素要是ngx_null_command結(jié)束。
參數(shù)轉(zhuǎn)化函數(shù)的代碼為：
01
static char *
02
ngx_http_echo(ngx_conf_t *cf, ngx_command_t *cmd, void *conf)
03
{
04
ngx_http_core_loc_conf_t *clcf;
05
clcf = ngx_http_conf_get_module_loc_conf(cf, ngx_http_core_module);
06
clcf->handler = ngx_http_echo_handler;
07
ngx_conf_set_str_slot(cf,cmd,conf);
08
09
return NGX_CONF_OK;
10
}
這個(gè)函數(shù)除了調(diào)用ngx_conf_set_str_slot轉(zhuǎn)化echo指令的參數(shù)外，還將修改了核心模塊配置（也就是這個(gè)location的配置），將其handler替換為我們編寫(xiě)的handler：ngx_http_echo_handler。這樣就屏蔽了此location的默認(rèn)handler，使用ngx_http_echo_handler產(chǎn)生HTTP響應(yīng)。
創(chuàng)建合并配置信息
下一步是定義模塊Context。
這里首先需要定義一個(gè)ngx_http_module_t類(lèi)型的結(jié)構(gòu)體變量，命名規(guī)則為ngx_http_[module-name]_module_ctx，這個(gè)結(jié)構(gòu)主要用于定義各個(gè)Hook函數(shù)。下面是echo模塊的context結(jié)構(gòu)：
01
static ngx_http_module_t ngx_http_echo_module_ctx = {
02
NULL, /* preconfiguration */
03
NULL, /* postconfiguration */
04
05
NULL, /* create main configuration */
06
NULL, /* init main configuration */
07
08
NULL, /* create server configuration */
09
NULL, /* merge server configuration */
10
11
ngx_http_echo_create_loc_conf, /* create location configration */
12
ngx_http_echo_merge_loc_conf /* merge location configration */
13
};
可以看到一共有8個(gè)Hook注入點(diǎn)，分別會(huì)在不同時(shí)刻被Nginx調(diào)用，由于我們的模塊僅僅用于location域，這里將不需要的注入點(diǎn)設(shè)為NULL即可。其中create_loc_conf用于初始化一個(gè)配置結(jié)構(gòu)體，如為配置結(jié)構(gòu)體分配內(nèi)存等工作；merge_loc_conf用于將其父block的配置信息合并到此結(jié)構(gòu)體中，也就是實(shí)現(xiàn)配置的繼承。這兩個(gè)函數(shù)會(huì)被Nginx自動(dòng)調(diào)用。注意這里的命名規(guī)則：ngx_http_[module-name]_[create|merge]_[main|srv|loc]_conf。
下面是echo模塊這個(gè)兩個(gè)函數(shù)的代碼：
01
static void *
02
ngx_http_echo_create_loc_conf(ngx_conf_t *cf)
03
{
04
ngx_http_echo_loc_conf_t *conf;
05
06
conf = ngx_pcalloc(cf->pool, sizeof(ngx_http_echo_loc_conf_t));
07
if (conf == NULL) {
08
return NGX_CONF_ERROR;
09
}
10
conf->ed.len = 0;
11
conf->ed.data = NULL;
12
13
return conf;
14
}
15
16
static char *
17
ngx_http_echo_merge_loc_conf(ngx_conf_t *cf, void *parent, void *child)
18
{
19
ngx_http_echo_loc_conf_t *prev = parent;
20
ngx_http_echo_loc_conf_t *conf = child;
21
22
ngx_conf_merge_str_value(conf->ed, prev->ed, "");
23
24
return NGX_CONF_OK;
25
}
其中ngx_pcalloc用于在Nginx內(nèi)存池中分配一塊空間，是pcalloc的一個(gè)包裝。使用ngx_pcalloc分配的內(nèi)存空間不必手工free，Nginx會(huì)自行管理，在適當(dāng)是否釋放。
create_loc_conf新建一個(gè)ngx_http_echo_loc_conf_t，分配內(nèi)存，并初始化其中的數(shù)據(jù)，然后返回這個(gè)結(jié)構(gòu)的指針；merge_loc_conf將父block域的配置信息合并到create_loc_conf新建的配置結(jié)構(gòu)體中。
其中ngx_conf_merge_str_value不是一個(gè)函數(shù)，而是一個(gè)宏，其定義在core/ngx_conf_file.h中：
01
#define ngx_conf_merge_str_value(conf, prev, default) \
02
if (conf.data == NULL) { \
03
if (prev.data) { \
04
conf.len = prev.len; \
05
conf.data = prev.data; \
06
} else { \
07
conf.len = sizeof(default) - 1; \
08
conf.data = (u_char *) default; \
09
} \
10
}
同時(shí)可以看到，core/ngx_conf_file.h還定義了很多merge value的宏用于merge各種數(shù)據(jù)。它們的行為比較相似：使用prev填充conf，如果prev的數(shù)據(jù)為空則使用default填充。
編寫(xiě)Handler
下面的工作是編寫(xiě)handler。handler可以說(shuō)是模塊中真正干活的代碼，它主要有以下四項(xiàng)職責(zé)：
讀入模塊配置。
處理功能業(yè)務(wù)。
產(chǎn)生HTTP header。
產(chǎn)生HTTP body。
下面先貼出echo模塊的代碼，然后通過(guò)分析代碼的方式介紹如何實(shí)現(xiàn)這四步。這一塊的代碼比較復(fù)雜：
01
static ngx_int_t
02
ngx_http_echo_handler(ngx_http_request_t *r)
03
{
04
ngx_int_t rc;
05
ngx_buf_t *b;
06
ngx_chain_t out;
07
08
ngx_http_echo_loc_conf_t *elcf;
09
elcf = ngx_http_get_module_loc_conf(r, ngx_http_echo_module);
10
11
if(!(r->method & (NGX_HTTP_HEAD|NGX_HTTP_GET|NGX_HTTP_POST)))
12
{
13
return NGX_HTTP_NOT_ALLOWED;
14
}
15
16
r->headers_out.content_type.len = sizeof("text/html") - 1;
17
r->headers_out.content_type.data = (u_char *) "text/html";
18
19
r->headers_out.status = NGX_HTTP_OK;
20
r->headers_out.content_length_n = elcf->ed.len;
21
22
if(r->method == NGX_HTTP_HEAD)
23
{
24
rc = ngx_http_send_header(r);
25
if(rc != NGX_OK)
26
{
27
return rc;
28
}
29
}
30
31
b = ngx_pcalloc(r->pool, sizeof(ngx_buf_t));
32
if(b == NULL)
33
{
34
ngx_log_error(NGX_LOG_ERR, r->connection->log, 0, "Failed to allocate response buffer.");
35
return NGX_HTTP_INTERNAL_SERVER_ERROR;
36
}
37
out.buf = b;
38
out.next = NULL;
39
40
b->pos = elcf->ed.data;
41
b->last = elcf->ed.data + (elcf->ed.len);
42
b->memory = 1;
43
b->last_buf = 1;
44
rc = ngx_http_send_header(r);
45
if(rc != NGX_OK)
46
{
47
return rc;
48
}
49
return ngx_http_output_filter(r, &out);
50
}
handler會(huì)接收一個(gè)ngx_http_request_t指針類(lèi)型的參數(shù)，這個(gè)參數(shù)指向一個(gè)ngx_http_request_t結(jié)構(gòu)體，此結(jié)構(gòu)體存儲(chǔ)了這次HTTP請(qǐng)求的一些信息，這個(gè)結(jié)構(gòu)定義在http/ngx_http_request.h中：
01
struct ngx_http_request_s {
02
uint32_t signature; /* "HTTP" */
03
04
ngx_connection_t *connection;
05
06
void **ctx;
07
void **main_conf;
08
void **srv_conf;
09
void **loc_conf;
10
11
ngx_http_event_handler_pt read_event_handler;
12
ngx_http_event_handler_pt write_event_handler;
13
14
#if (NGX_HTTP_CACHE)
15
ngx_http_cache_t *cache;
16
#endif
17
18
ngx_http_upstream_t *upstream;
19
ngx_array_t *upstream_states;
20
/* of ngx_http_upstream_state_t */
21
22
ngx_pool_t *pool;
23
ngx_buf_t *header_in;
24
25
ngx_http_headers_in_t headers_in;
26
ngx_http_headers_out_t headers_out;
27
28
ngx_http_request_body_t *request_body;
29
30
time_t lingering_time;
31
time_t start_sec;
32
ngx_msec_t start_msec;
33
34
ngx_uint_t method;
35
ngx_uint_t http_version;
36
37
ngx_str_t request_line;
38
ngx_str_t uri;
39
ngx_str_t args;
40
ngx_str_t exten;
41
ngx_str_t unparsed_uri;
42
43
ngx_str_t method_name;
44
ngx_str_t http_protocol;
45
46
ngx_chain_t *out;
47
ngx_http_request_t *main;
48
ngx_http_request_t *parent;
49
ngx_http_postponed_request_t *postponed;
50
ngx_http_post_subrequest_t *post_subrequest;
51
ngx_http_posted_request_t *posted_requests;
52
53
ngx_http_virtual_names_t *virtual_names;
54
55
ngx_int_t phase_handler;
56
ngx_http_handler_pt content_handler;
57
ngx_uint_t access_code;
58
59
ngx_http_variable_value_t *variables;
60
61
/* ... */
62
}
由于ngx_http_request_s定義比較長(zhǎng)，這里我只截取了一部分。可以看到里面有諸如uri，args和request_body等HTTP常用信息。這里需要特別注意的幾個(gè)字段是headers_in、headers_out和chain，它們分別表示request header、response header和輸出數(shù)據(jù)緩沖區(qū)鏈表（緩沖區(qū)鏈表是Nginx I/O中的重要內(nèi)容，后面會(huì)單獨(dú)介紹）。
第一步是獲取模塊配置信息，這一塊只要簡(jiǎn)單使用ngx_http_get_module_loc_conf就可以了。
第二步是功能邏輯，因?yàn)閑cho模塊非常簡(jiǎn)單，只是簡(jiǎn)單輸出一個(gè)字符串，所以這里沒(méi)有功能邏輯代碼。
第三步是設(shè)置response header。Header內(nèi)容可以通過(guò)填充headers_out實(shí)現(xiàn)，我們這里只設(shè)置了Content-type和Content-length等基本內(nèi)容，ngx_http_headers_out_t定義了所有可以設(shè)置的HTTP Response Header信息：
01
typedef struct {
02
ngx_list_t headers;
03
04
ngx_uint_t status;
05
ngx_str_t status_line;
06
07
ngx_table_elt_t *server;
08
ngx_table_elt_t *date;
09
ngx_table_elt_t *content_length;
10
ngx_table_elt_t *content_encoding;
11
ngx_table_elt_t *location;
12
ngx_table_elt_t *refresh;
13
ngx_table_elt_t *last_modified;
14
ngx_table_elt_t *content_range;
15
ngx_table_elt_t *accept_ranges;
16
ngx_table_elt_t *www_authenticate;
17
ngx_table_elt_t *expires;
18
ngx_table_elt_t *etag;
19
20
ngx_str_t *override_charset;
21
22
size_t content_type_len;
23
ngx_str_t content_type;
24
ngx_str_t charset;
25
u_char *content_type_lowcase;
26
ngx_uint_t content_type_hash;
27
28
ngx_array_t cache_control;
29
30
off_t content_length_n;
31
time_t date_time;
32
time_t last_modified_time;
33
} ngx_http_headers_out_t;
這里并不包含所有HTTP頭信息，如果需要可以使用agentzh（春來(lái)）開(kāi)發(fā)的Nginx模塊HttpHeadersMore在指令中指定更多的Header頭信息。
設(shè)置好頭信息后使用ngx_http_send_header就可以將頭信息輸出，ngx_http_send_header接受一個(gè)ngx_http_request_t類(lèi)型的參數(shù)。
第四步也是最重要的一步是輸出Response body。這里首先要了解Nginx的I/O機(jī)制，Nginx允許handler一次產(chǎn)生一組輸出，可以產(chǎn)生多次，Nginx將輸出組織成一個(gè)單鏈表結(jié)構(gòu)，鏈表中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)是一個(gè)chain_t，定義在core/ngx_buf.h：
1
struct ngx_chain_s {
2
ngx_buf_t *buf;
3
ngx_chain_t *next;
4
};
其中ngx_chain_t是ngx_chain_s的別名，buf為某個(gè)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的指針，next指向下一個(gè)鏈表節(jié)點(diǎn)，可以看到這是一個(gè)非常簡(jiǎn)單的鏈表。ngx_buf_t的定義比較長(zhǎng)而且很復(fù)雜，這里就不貼出來(lái)了，請(qǐng)自行參考core/ngx_buf.h。ngx_but_t中比較重要的是pos和last，分別表示要緩沖區(qū)數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的起始地址和結(jié)尾地址，這里我們將配置中字符串傳進(jìn)去，last_buf是一個(gè)位域，設(shè)為1表示此緩沖區(qū)是鏈表中最后一個(gè)元素，為0表示后面還有元素。因?yàn)槲覀冎挥幸唤M數(shù)據(jù)，所以緩沖區(qū)鏈表中只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)，如果需要輸入多組數(shù)據(jù)可將各組數(shù)據(jù)放入不同緩沖區(qū)后插入到鏈表。下圖展示了Nginx緩沖鏈表的結(jié)構(gòu)：
緩沖數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好后，用ngx_http_output_filter就可以輸出了（會(huì)送到filter進(jìn)行各種過(guò)濾處理）。ngx_http_output_filter的第一個(gè)參數(shù)為ngx_http_request_t結(jié)構(gòu)，第二個(gè)為輸出鏈表的起始地址&out。ngx_http_out_put_filter會(huì)遍歷鏈表，輸出所有數(shù)據(jù)。
以上就是handler的所有工作，請(qǐng)對(duì)照描述理解上面貼出的handler代碼。
組合Nginx Module
上面完成了Nginx模塊各種組件的開(kāi)發(fā)下面就是將這些組合起來(lái)了。一個(gè)Nginx模塊被定義為一個(gè)ngx_module_t結(jié)構(gòu)，這個(gè)結(jié)構(gòu)的字段很多，不過(guò)開(kāi)頭和結(jié)尾若干字段一般可以通過(guò)Nginx內(nèi)置的宏去填充，下面是我們echo模塊的模塊主體定義：
01
ngx_module_t ngx_http_echo_module = {
02
NGX_MODULE_V1,
03
&ngx_http_echo_module_ctx, /* module context */
04
ngx_http_echo_commands, /* module directives */
05
NGX_HTTP_MODULE, /* module type */
06
NULL, /* init master */
07
NULL, /* init module */
08
NULL, /* init process */
09
NULL, /* init thread */
10
NULL, /* exit thread */
11
NULL, /* exit process */
12
NULL, /* exit master */
13
NGX_MODULE_V1_PADDING
14
};
開(kāi)頭和結(jié)尾分別用NGX_MODULE_V1和NGX_MODULE_V1_PADDING 填充了若干字段，就不去深究了。這里主要需要填入的信息從上到下以依次為context、指令數(shù)組、模塊類(lèi)型以及若干特定事件的回調(diào)處理函數(shù)（不需要可以置為NULL），其中內(nèi)容還是比較好理解的，注意我們的echo是一個(gè)HTTP模塊，所以這里類(lèi)型是NGX_HTTP_MODULE，其它可用類(lèi)型還有NGX_EVENT_MODULE（事件處理模塊）和NGX_MAIL_MODULE（郵件模塊）。
這樣，整個(gè)echo模塊就寫(xiě)好了，下面給出echo模塊的完整代碼：
001
/*
002
* Copyright (C) Eric Zhang
003
*/
004
005
#include <ngx_config.h>
006
#include <ngx_core.h>
007
#include <ngx_http.h>
008
009
/* Module config */
010
typedef struct {
011
ngx_str_t ed;
012
} ngx_http_echo_loc_conf_t;
013
014
static char *ngx_http_echo(ngx_conf_t *cf, ngx_command_t *cmd, void *conf);
015
static void *ngx_http_echo_create_loc_conf(ngx_conf_t *cf);
016
static char *ngx_http_echo_merge_loc_conf(ngx_conf_t *cf, void *parent, void *child);
017
018
/* Directives */
019
static ngx_command_t ngx_http_echo_commands[] = {
020
{ ngx_string("echo"),
021
NGX_HTTP_LOC_CONF|NGX_CONF_TAKE1,
022
ngx_http_echo,
023
NGX_HTTP_LOC_CONF_OFFSET,
024
offsetof(ngx_http_echo_loc_conf_t, ed),
025
NULL },
026
027
ngx_null_command
028
};
029
030
/* Http context of the module */
031
static ngx_http_module_t ngx_http_echo_module_ctx = {
032
NULL, /* preconfiguration */
033
NULL, /* postconfiguration */
034
035
NULL, /* create main configuration */
036
NULL, /* init main configuration */
037
038
NULL, /* create server configuration */
039
NULL, /* merge server configuration */
040
041
ngx_http_echo_create_loc_conf, /* create location configration */
042
ngx_http_echo_merge_loc_conf /* merge location configration */
043
};
044
045
/* Module */
046
ngx_module_t ngx_http_echo_module = {
047
NGX_MODULE_V1,
048
&ngx_http_echo_module_ctx, /* module context */
049
ngx_http_echo_commands, /* module directives */
050
NGX_HTTP_MODULE, /* module type */
051
NULL, /* init master */
052
NULL, /* init module */
053
NULL, /* init process */
054
NULL, /* init thread */
055
NULL, /* exit thread */
056
NULL, /* exit process */
057
NULL, /* exit master */
058
NGX_MODULE_V1_PADDING
059
};
060
061
/* Handler function */
062
static ngx_int_t
063
ngx_http_echo_handler(ngx_http_request_t *r)
064
{
065
ngx_int_t rc;
066
ngx_buf_t *b;
067
ngx_chain_t out;
068
069
ngx_http_echo_loc_conf_t *elcf;
070
elcf = ngx_http_get_module_loc_conf(r, ngx_http_echo_module);
071
072
if(!(r->method & (NGX_HTTP_HEAD|NGX_HTTP_GET|NGX_HTTP_POST)))
073
{
074
return NGX_HTTP_NOT_ALLOWED;
075
}
076
077
r->headers_out.content_type.len = sizeof("text/html") - 1;
078
r->headers_out.content_type.data = (u_char *) "text/html";
079
080
r->headers_out.status = NGX_HTTP_OK;
081
r->headers_out.content_length_n = elcf->ed.len;
082
083
if(r->method == NGX_HTTP_HEAD)
084
{
085
rc = ngx_http_send_header(r);
086
if(rc != NGX_OK)
087
{
088
return rc;
089
}
090
}
091
092
b = ngx_pcalloc(r->pool, sizeof(ngx_buf_t));
093
if(b == NULL)
094
{
095
ngx_log_error(NGX_LOG_ERR, r->connection->log, 0, "Failed to allocate response buffer.");
096
return NGX_HTTP_INTERNAL_SERVER_ERROR;
097
}
098
out.buf = b;
099
out.next = NULL;
100
101
b->pos = elcf->ed.data;
102
b->last = elcf->ed.data + (elcf->ed.len);
103
b->memory = 1;
104
b->last_buf = 1;
105
rc = ngx_http_send_header(r);
106
if(rc != NGX_OK)
107
{
108
return rc;
109
}
110
return ngx_http_output_filter(r, &out);
111
}
112
113
static char *
114
ngx_http_echo(ngx_conf_t *cf, ngx_command_t *cmd, void *conf)
115
{
116
ngx_http_core_loc_conf_t *clcf;
117
clcf = ngx_http_conf_get_module_loc_conf(cf, ngx_http_core_module);
118
clcf->handler = ngx_http_echo_handler;
119
ngx_conf_set_str_slot(cf,cmd,conf);
120
121
return NGX_CONF_OK;
122
}
123
124
static void *
125
ngx_http_echo_create_loc_conf(ngx_conf_t *cf)
126
{
127
ngx_http_echo_loc_conf_t *conf;
128
129
conf = ngx_pcalloc(cf->pool, sizeof(ngx_http_echo_loc_conf_t));
130
if (conf == NULL) {
131
return NGX_CONF_ERROR;
132
}
133
conf->ed.len = 0;
134
conf->ed.data = NULL;
135
136
return conf;
137
}
138
139
static char *
140
ngx_http_echo_merge_loc_conf(ngx_conf_t *cf, void *parent, void *child)
141
{
142
ngx_http_echo_loc_conf_t *prev = parent;
143
ngx_http_echo_loc_conf_t *conf = child;
144
145
ngx_conf_merge_str_value(conf->ed, prev->ed, "");
146
147
return NGX_CONF_OK;
148
}
Nginx模塊的安裝
Nginx不支持動(dòng)態(tài)鏈接模塊，所以安裝模塊需要將模塊代碼與Nginx源代碼進(jìn)行重新編譯。安裝模塊的步驟如下：
1、編寫(xiě)模塊config文件，這個(gè)文件需要放在和模塊源代碼文件放在同一目錄下。文件內(nèi)容如下：
1
ngx_addon_name=模塊完整名稱(chēng)
2
HTTP_MODULES="$HTTP_MODULES 模塊完整名稱(chēng)"
3
NGX_ADDON_SRCS="$NGX_ADDON_SRCS $ngx_addon_dir/源代碼文件名"
2、進(jìn)入Nginx源代碼，使用下面命令編譯安裝
1
./configure --prefix=安裝目錄 --add-module=模塊源代碼文件目錄
2
make
3
make install
這樣就完成安裝了，例如，我的源代碼文件放在/home/yefeng/ngxdev/ngx_http_echo下，我的config文件為：
1
ngx_addon_name=ngx_http_echo_module
2
HTTP_MODULES="$HTTP_MODULES ngx_http_echo_module"
3
NGX_ADDON_SRCS="$NGX_ADDON_SRCS $ngx_addon_dir/ngx_http_echo_module.c"
編譯安裝命令為：
1
./configure --prefix=/usr/local/nginx --add-module=/home/yefeng/ngxdev/ngx_http_echo
2
make
3
sudo make install
這樣echo模塊就被安裝在我的Nginx上了，下面測(cè)試一下，修改配置文件，增加以下一項(xiàng)配置：
1
location /echo {
2
echo "This is my first nginx module!!!";
3
}
然后用curl測(cè)試一下：
1
curl -i http://localhost/echo
結(jié)果如下：
可以看到模塊已經(jīng)正常工作了，也可以在瀏覽器中打開(kāi)網(wǎng)址，就可以看到結(jié)果：
更深入的學(xué)習(xí)
本文只是簡(jiǎn)要介紹了Nginx模塊的開(kāi)發(fā)過(guò)程，由于篇幅的原因，不能面面俱到。因?yàn)槟壳癗ginx的學(xué)習(xí)資料很少，如果讀者希望更深入學(xué)習(xí)Nginx的原理及模塊開(kāi)發(fā)，那么閱讀源代碼是最好的辦法。在Nginx源代碼的core/下放有Nginx的核心代碼，對(duì)理解Nginx的內(nèi)部工作機(jī)制非常有幫助，http/目錄下有Nginx HTTP相關(guān)的實(shí)現(xiàn)，http/module下放有大量?jī)?nèi)置http模塊，可供讀者學(xué)習(xí)模塊的開(kāi)發(fā)，另外在http://wiki.nginx.org/3rdPartyModules上有大量?jī)?yōu)秀的第三方模塊，也是非常好的學(xué)習(xí)資料。
如有意見(jiàn)建議或疑問(wèn)歡迎發(fā)送郵件至ericzhang.buaa@gmail.com。希望本文對(duì)您有所幫助！！！
參考文獻(xiàn)
[1] Evan Miller, Emiller's Guide To Nginx Module Development. http://www.evanmiller.org/nginx-modules-guide.html, 2009
[2] http://wiki.nginx.org/Configuration
[3] Clément Nedelcu, Nginx Http Server. Packt Publishing, 2010
本文基于署名-非商業(yè)性使用 3.0許可協(xié)議發(fā)布，歡迎轉(zhuǎn)載，演繹，但是必須保留本文的署名張洋（包含鏈接），且不得用于商業(yè)目的。如您有任何疑問(wèn)或者授權(quán)方面的協(xié)商，請(qǐng)與我聯(lián)系。
分類(lèi): [06]unix&linux
標(biāo)簽: nginx, http, http server
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Categories: [06]unix&linux
Tags: nginx, http, http server
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32 條回復(fù)
#1樓 賀臣
2011-04-19 13:19
恩 不錯(cuò)。大哥最好寫(xiě)出一系列文章來(lái)，這個(gè)對(duì)于做互聯(lián)網(wǎng)的來(lái)說(shuō)非常實(shí)用
回復(fù) 引用 查看
#2樓 12ddae4[未注冊(cè)用戶(hù)]
2011-04-19 13:35
終于更新了...博主涉及的東西真多..膜拜ing
回復(fù) 引用
#3樓 joylee
2011-04-19 16:04
最近幾天正好在研究這個(gè)，使用很簡(jiǎn)單，配置方便，功能強(qiáng)大的好東西。
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#4樓 yjf512
2011-04-19 17:38
雖然沒(méi)有研究這個(gè)，但是早聽(tīng)過(guò)nginx的大名~
回復(fù) 引用 查看
#5樓 Lanisle
2011-04-19 17:59
T2的文章總是老長(zhǎng)老長(zhǎng)精雕細(xì)琢的，Mark留位再看內(nèi)容！
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#6樓 假正經(jīng)哥哥
2011-04-19 19:53
先mark著，后面再看
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#7樓 testzhangsan
2011-04-19 20:44
高材生又發(fā)博了，不發(fā)則已，一發(fā)驚人！
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#8樓 guoqiao
2011-04-20 08:46
不錯(cuò)
回復(fù) 引用 查看
#9樓 李錫遠(yuǎn)
2011-04-20 09:27
這個(gè)確實(shí)不錯(cuò)，靈活方便又強(qiáng)大！
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#10樓 Leepy
2011-04-20 10:58
非常好，拜讀下！最近也在研究Nginx
回復(fù) 引用 查看
#11樓 s3
2011-04-20 11:48
贊！
可不可以寫(xiě)一些對(duì)客戶(hù)端進(jìn)行驗(yàn)證的，
我是想做一個(gè)驗(yàn)證模塊（具體驗(yàn)證信息是在后端的PHP系統(tǒng)內(nèi)），
比如：用戶(hù)1，向 nginx請(qǐng)求，nginx接到請(qǐng)求后，驗(yàn)證用戶(hù)1是否有權(quán)限（權(quán)限驗(yàn)證可以存放在nginx中），驗(yàn)證后跳轉(zhuǎn)到后端的PHP系統(tǒng)中。
ngx_http_auth_pam_module模塊可以實(shí)現(xiàn)，不過(guò)這個(gè)模塊沒(méi)有與后端的PHP系統(tǒng)進(jìn)行交互。
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#12樓 Likwo
2011-04-20 12:37
雖然現(xiàn)在用不到，留著，收藏下，以后看。
比較喜歡博住把導(dǎo)航也寫(xiě)上，方便找！
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#13樓 GUO Xingwang
2011-04-20 13:30
@s3
那就改改這個(gè)模塊唄
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#14樓 s3
2011-04-20 13:32
@GUO Xingwang
nginx內(nèi)置的變量不清楚，數(shù)據(jù)跟蹤調(diào)試不方便。
有沒(méi)比較方便的數(shù)據(jù)跟蹤調(diào)整（比如咋個(gè)把變量數(shù)據(jù)輸出到日志文件內(nèi)）
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#15樓[樓主] T2噬菌體
2011-04-20 13:37
@s3
你說(shuō)的功能，春來(lái)的ngx_lua模塊支持access_by_lua可以用lua實(shí)現(xiàn)acl，不過(guò)PHP的暫時(shí)沒(méi)有模塊支持，你的想法挺不錯(cuò)，等我有時(shí)間可能會(huì)實(shí)踐一下。另外吧變量輸出到日志用ngx_log_error就可以了，可以用DEBUG級(jí)別。
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#16樓 嘉興網(wǎng)站推廣[未注冊(cè)用戶(hù)]
2011-04-20 16:02
雖然知道博主分享的是好東西，可以還是看的有點(diǎn)暈。在多多學(xué)習(xí)中
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#17樓 護(hù)膚品品牌排行榜[未注冊(cè)用戶(hù)]
2011-04-20 16:02
感謝博主熱心分享。
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#18樓 鍋爐軟化水設(shè)備[未注冊(cè)用戶(hù)]
2011-04-20 16:03
static char *ngx_http_echo(ngx_conf_t *cf, ngx_command_t *cmd, void *conf);
015 static void *ngx_http_echo_create_loc_conf(ngx_conf_t *cf);
016 static char *ngx_http_echo_merge_loc_conf(ngx_conf_t *cf, void *parent, void *child);
這一段不是很明白？
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#19樓 小狗吸塵器[未注冊(cè)用戶(hù)]
2011-04-20 16:04
我跟15樓的朋友一樣的問(wèn)題、。
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#20樓 s3
2011-04-20 17:57
@T2噬菌體
那我先了解下，以后就關(guān)注你了，這個(gè)問(wèn)題難了我半年了，沒(méi)解決。
多交流！
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#21樓 tb-hz[未注冊(cè)用戶(hù)]
2011-04-22 15:58
很好很強(qiáng)大。頂起來(lái)。
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#22樓 紫竹郎
2011-04-24 21:14
perfix=/usr/local/nginx
這里應(yīng)該為prefix 一點(diǎn)小錯(cuò)誤。
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#23樓[樓主] T2噬菌體
2011-04-24 22:37
@紫竹郎
改了，謝謝。
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#24樓 yangjun
2011-04-25 09:48
cool，先收藏，有機(jī)會(huì)用得上再參考，謝謝。話(huà)說(shuō)，您的文章大部分對(duì)我都很幫助，再次感謝。
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#25樓 Leo
2011-04-25 10:23
文章真長(zhǎng)！
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#26樓 Quains
2011-04-26 22:04
從樓主的各個(gè)系列的文章中學(xué)到很多東西,很多都是剛好感興趣的方面.thx
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#27樓 banana.totolv
2011-05-05 19:14
good
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#28樓 Raj23[未注冊(cè)用戶(hù)]
2011-05-12 12:46
文字寫(xiě)得很好，學(xué)習(xí)大大了。圖也畫(huà)的很準(zhǔn)確，而且美觀
請(qǐng)問(wèn)LZ用什么工具畫(huà)那幾張結(jié)構(gòu)圖
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#29樓 liuhh
2011-05-14 15:50
呵呵，關(guān)注先。。。一直在聽(tīng)說(shuō)Nginx大名
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#30樓 Jonathan.yang
2011-05-21 11:04
看樓主的文章很過(guò)隱啊
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#31樓 heyjude[未注冊(cè)用戶(hù)]
2011-06-26 11:50
在什么場(chǎng)景下要用這個(gè)，這個(gè)又麻煩又不方便測(cè)試，一般情況下用php、java、python、ruby等加負(fù)載均衡不就夠了嗎？
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#32樓[樓主] T2噬菌體
2011-06-26 14:04
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heyjude：在什么場(chǎng)景下要用這個(gè)，這個(gè)又麻煩又不方便測(cè)試，一般情況下用php、java、python、ruby等加負(fù)載均衡不就夠了嗎？
你的問(wèn)題很難一言?xún)烧Z(yǔ)回答清楚，總之需要用到擴(kuò)展nginx的地方還是很多的。另外推薦個(gè)東西看看吧：openresty.org
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