如何通過 Lua 擴展 Nginx

這篇文章主要講解了“如何通過 Lua 擴展 Nginx”，文中的講解內容簡單清晰，易于學習與理解，下面請大家跟著小編的思路慢慢深入，一起來研究和學習“如何通過 Lua 擴展 Nginx”吧！

1. ngx_lua 模塊

• Nginx 模塊需要用 C 開發，而且必須符合一系列復雜的規則，最重要的用 C 開發模塊必須要熟悉 Nginx 的源代碼，使得開發者對其望而生畏。

• ngx_lua 模塊通過將 lua 解釋器集成進 Nginx，可以采用 lua 腳本實現業務邏輯。

• 該模塊具有以下特性：

• 高并發、非阻塞地處理各種請求。

• Lua 內建協程，這樣就可以很好地將異步回調轉換成順序調用的形式。

• 每個協程都有一個獨立的全局環境（變量空間），繼承于全局共享的、只讀的“comman data”。

• 得益于 Lua 協程的支持，ngx_lua 在處理 10000 個并發請求時只需要很少的內存。根據測試，ngx_lua 處理每個請求只需要 2KB 的內存，如果使用 LuaJIT 則會更少。

• ngx_lua 非常適合用于實現可擴展的、高并發的服務。

2. 協程（Coroutine）

1. 協程類似一種多線程，與多線程的區別

• 協程并非 os 線程，所以創建、切換開銷比線程相對較小。

• 協程與線程一樣有自己的棧、局部變量等，但是協程的棧是在用戶進程空間模擬的，所以創建、開銷很小。

• 多線程程序是多個線程并發執行，也就是說在一瞬間有多個控制流在執行。而協程強調的是一種多個協程間協作的關系，只有當一個協程主動放棄執行權，另一個協程才能取得執行權，所以在某一瞬間，多個協程間只有一個在運行。

• 由于多個協程是只有一個在運行，所以對于臨界區的訪問不需要加鎖，而多線程的情況則必須加鎖。

• 多線程程序由于有多個控制流，所以程序的行為不可控，而多個協程的執行是由開發者定義的所以是可控的。

Nginx 的每個 Worker 進程都是在 epoll 或 kqueue 這樣的事件模型之上，封裝成協程，每個請求都有一個協程進行處理。這正好與 Lua 內建協程的模型是一致的，所以即使 ngx_lua 需要執行 lua，相對 C 有一定的開銷，但依然能保證高并發能力。

3. Nginx 進程模型

• Nginx 采用多進程模型，單Master-多Worker，Master 進程主要用來管理 Worker 進程。

• Worker 進程采用單線程、非阻塞地事件模型（Event Loop，事件循環）來實現端口的監聽及客戶端請求的處理和響應，同時 Worker 還要處理來自 Master 的信號。Worker 進程個數一般設置為機器 CPU 核數。

1. Master 進程具體包括如下 4 個主要功能

• 接受來自外界的信號。

• 向各 Worker 進程發送信號。

• 監控 Worker 進程的運行狀態。

• 當 Worker 進程退出后（異常情況下），會自動重新啟動新的 Worker 進程。

2. 進程模型

4. HTTP 請求處理

5. ngx_lua 指令

• ngx_lua 屬于 nginx 的一部分，它的執行指令都包含在 nginx 的 11 個步驟之中了，相應的處理階段可以做插入式處理，即可插拔式架構，不過 ngx_lua 并不是所有階段都會運行的；另外指令可以在 http、server、server if、location、location if 幾個范圍進行配置。

6. OpenResty

1. 概念

• OpenResty 是一個基于 Nginx 與 Lua 的高性能 Web 平臺，其內部集成了大量精良的 Lua 庫、第三方模塊以及大多數的依賴項。用于方便地搭建能夠處理超高并發、擴展性極高的動態 Web 應用、Web 服務和動態網關。

2. 工作原理

• OpenResty 通過匯聚各種設計精良的 Nginx 模塊（主要由 OpenResty 團隊自主開發），從而將 Nginx 有效地變成一個強大的通用 Web 應用平臺。這樣，Web 開發人員和系統工程師可以使用 Lua 腳本語言調用 Nginx 支持的各種 C 以及 Lua 模塊，快速構造出足以勝任 10k 乃至 1000k 以上單機并發連接的高性能 Web 應用系統。

3. 目標

• OpenResty 的目標是讓你的 Web 服務直接跑在 Nginx 服務內部，充分利用 Nginx 的非阻塞 I/O 模型，不僅僅對 HTTP 客戶端請求，甚至于對遠程后端諸如 MySQL、PostgreSQL、Memcached 以及 Redis 等都進行一致的高性能響應。

7. ngx_lua 實例

• content_by_lua：內容處理器，接收請求處理并輸出響應。

• 該指令工作在 Nginx 處理流程的 content 階段，即內容產生階段，是所有請求處理階段中最為重要的階段，因為這個階段的指令通常是用來生成 HTTP 響應內容的。

• 測試

  輸出：
  $ curl http://127.0.0.1/
  $ Hello,world

  
  

1. 簡單示例

user www-data;
worker_processes auto;
pid /run/nginx.pid;

error_log logs/error.log;

events {
    worker_connections 1024;
}

http {
    server {
        listen 8080;
        location / {
            default_type text/html;
            content_by_lua '
                ngx.say("<p>Hello, world!</p>")
            ';
        }
    }

}

user www-data;
worker_processes auto;
pid /run/nginx.pid;

error_log logs/error.log;

events {
    worker_connections 1024;
}

http {
    server {
        listen 8080;
        location / {
            default_type text/html;
            content_by_lua_block {
                ngx.say('Hello, world!')
            }
        }
    }

}

啟動
/usr/local/openresty/nginx/sbin/nginx -p `pwd` -c conf/nginx_openresty_01.conf

測試
curl -i http://127.0.0.1/

2. 休眠示例

user www-data;
worker_processes auto;
pid /run/nginx.pid;

error_log logs/error.log;

events {
    worker_connections 1024;
}

http {
    server {
        listen 8080;
        location /lua_1 {
            default_type text/html;
            content_by_lua_block {
                ngx.say('Hello, world! @ Time 1!')
                ngx.sleep(3)
                ngx.say('Hello, world! @ Time 2!')
            }
        }
    }

}

啟動
/usr/local/openresty/nginx/sbin/nginx -p `pwd` -c conf/nginx_openresty_02.conf

測試
curl -i http://127.0.0.1/lua_1
curl -i http://127.0.0.1/lua_1

3. 帶參數示例

user www-data;
worker_processes auto;
pid /run/nginx.pid;

error_log logs/error.log;

events {
    worker_connections 1024;
}

http {
    server {
        listen 8080;
        location /lua_1 {
            default_type text/html;
            content_by_lua_block {
                ngx.say(ngx.var.arg_a)
            }
        }
    }

}

啟動
/usr/local/openresty/nginx/sbin/nginx -p `pwd` -c conf/nginx_openresty_03.conf

測試
curl -i http://127.0.0.1?a=nginx_lua

8. OpenResty 連接 redis

配置文件

user www-data;
worker_processes auto;
pid /run/nginx.pid;

error_log logs/error.log;

events {
    worker_connections 1024;
}

http {
    server {
        listen 8080;
        location ~/redis_lua/(\d+)$ {
            default_type text/html;
            charset utf-8;
            lua_code_cache on;
            content_by_lua_file '/home/zp/openresty/lua/redis.lua';
        }
    }

}

lua 腳本

local json = require("cjson")
local redis = require("resty.redis")
local red = redis:new()
red:set_timeout(1000)
local ip = "127.0.0.1"
local port = 6379
local ok, err = red:connect(ip, port)
if not ok then
    ngx.say('connect to redis error: ', err)
    return ngx.exit(500)
end

local id = ngx.var[1]
local value = "calue-"..id

red:set(id, value)

local resp, err = red:get(id)

if not resp then
    ngx.say('get from redis error: ', err)
    return ngx.exit(500)
end

red:close()

ngx.say(json.encode({content=resp}))

測試

啟動
/usr/local/openresty/nginx/sbin/nginx -p `pwd` -c conf/nginx_openresty_04.conf

測試
curl -i http://127.0.0.1/redis_lua/1
curl -i http://127.0.0.1/redis_lua/2
curl -i http://127.0.0.1/redis_lua/3

感謝各位的閱讀，以上就是“如何通過 Lua 擴展 Nginx”的內容了，經過本文的學習后，相信大家對如何通過 Lua 擴展 Nginx這一問題有了更深刻的體會，具體使用情況還需要大家實踐驗證。這里是億速云，小編將為大家推送更多相關知識點的文章，歡迎關注！