Nginx 配置文件详解

Nginx 的配置文件是 Nginx 服务器的核心，掌握配置文件的语法和指令是熟练使用 Nginx 的关键。本章将深入讲解 Nginx 配置文件的结构、常用指令和配置技巧。

配置文件结构

Nginx 配置文件默认位于 /etc/nginx/nginx.conf，采用层级结构组织：

# 全局块：影响 Nginx 全局的配置
user nginx;
worker_processes auto;
error_log /var/log/nginx/error.log warn;
pid /var/run/nginx.pid;

# events 块：连接处理配置
events {
    worker_connections 1024;
    use epoll;
    multi_accept on;
}

# http 块：HTTP 服务配置
http {
    # MIME 类型
    include /etc/nginx/mime.types;
    default_type application/octet-stream;
    
    # 日志格式
    log_format main '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                    '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                    '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';
    
    access_log /var/log/nginx/access.log main;
    
    # 性能优化
    sendfile on;
    tcp_nopush on;
    tcp_nodelay on;
    keepalive_timeout 65;
    types_hash_max_size 2048;
    
    # Gzip 压缩
    gzip on;
    gzip_types text/plain text/css application/json application/javascript;
    
    # 包含其他配置文件
    include /etc/nginx/conf.d/*.conf;
    include /etc/nginx/sites-enabled/*;
    
    # server 块：虚拟主机配置
    server {
        listen 80;
        server_name example.com www.example.com;
        
        # location 块：URL 路由配置
        location / {
            root /var/www/html;
            index index.html index.htm;
        }
        
        location /api/ {
            proxy_pass http://backend_server;
        }
    }
}

配置块层级关系

nginx.conf
├── 全局块
├── events 块
└── http 块
    ├── 全局 HTTP 配置
    ├── server 块（虚拟主机）
    │   ├── server 全局配置
    │   └── location 块（路由规则）
    │       └── 具体 location 配置
    └── upstream 块（后端服务器组）

全局块配置

全局块的指令影响 Nginx 服务器的整体运行。

基本指令

# 设置运行 Nginx worker 进程的用户
user nginx;

# 设置 worker 进程数，通常设置为 CPU 核心数
worker_processes auto;  # 或具体数字如 4

# 错误日志位置和级别
error_log /var/log/nginx/error.log warn;
# 级别：debug | info | notice | warn | error | crit | alert | emerg

# PID 文件位置
pid /var/run/nginx.pid;

# 设置工作进程打开文件数限制
worker_rlimit_nofile 65535;

性能优化指令

# 工作进程绑定到指定 CPU 核心，减少 CPU 切换开销
worker_cpu_affinity auto;
# 或手动指定：worker_cpu_affinity 0001 0010 0100 1000;

# 设置工作进程的优先级
worker_priority -5;  # 范围：-20 到 20，值越小优先级越高

Events 块配置

Events 块配置影响 Nginx 与客户端的连接处理方式。

events {
    # 每个 worker 进程的最大连接数
    worker_connections 1024;
    
    # 连接处理模型
    use epoll;  # Linux 推荐，其他系统：kqueue（FreeBSD）、/dev/poll（Solaris）
    
    # 允许一个 worker 同时接受多个新连接
    multi_accept on;
    
    # 启用网络连接序列化，防止惊群效应
    accept_mutex on;
    accept_mutex_delay 500ms;
}

最大并发连接数计算

最大并发连接数 = worker_processes × worker_connections

例如：
- worker_processes = 4
- worker_connections = 1024
- 最大并发连接数 = 4 × 1024 = 4096

HTTP 块配置

HTTP 块是 Nginx 最常用的配置块，包含 HTTP 服务的所有配置。

基本配置

http {
    # 包含 MIME 类型文件
    include /etc/nginx/mime.types;
    default_type application/octet-stream;
    
    # 字符集
    charset utf-8;
    
    # 服务器名称哈希表大小
    server_names_hash_bucket_size 64;
    server_names_hash_max_size 512;
}

日志配置

http {
    # 定义日志格式
    log_format main '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                    '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                    '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';
    
    log_format detailed '$remote_addr - $remote_user [$time_local] '
                        '"$request" $status $body_bytes_sent '
                        '"$http_referer" "$http_user_agent" '
                        '$request_time $upstream_response_time '
                        '$ssl_protocol $ssl_cipher';
    
    # 访问日志
    access_log /var/log/nginx/access.log main;
    
    # 关闭特定 location 的访问日志
    location ~* \.(jpg|jpeg|png|gif|ico|css|js)$ {
        access_log off;
        expires 30d;
    }
}

性能优化

http {
    # 启用 sendfile，提高静态文件传输效率
    sendfile on;
    
    # 配合 sendfile 使用，提高大文件传输效率
    tcp_nopush on;
    
    # 立即发送小数据包，降低延迟
    tcp_nodelay on;
    
    # 长连接超时时间
    keepalive_timeout 65;
    
    # 长连接最大请求数
    keepalive_requests 1000;
    
    # 客户端请求头缓冲区大小
    client_header_buffer_size 4k;
    large_client_header_buffers 4 8k;
    
    # 客户端请求体大小限制
    client_max_body_size 50m;
    
    # 客户端请求体缓冲区
    client_body_buffer_size 128k;
}

Gzip 压缩配置

http {
    # 启用 Gzip 压缩
    gzip on;
    
    # 压缩级别（1-9，值越大压缩率越高，CPU 消耗越大）
    gzip_comp_level 6;
    
    # 最小压缩文件大小
    gzip_min_length 1k;
    
    # 压缩缓冲区
    gzip_buffers 16 8k;
    
    # 压缩版本
    gzip_http_version 1.1;
    
    # 需要压缩的 MIME 类型
    gzip_types text/plain text/css application/json 
               application/javascript text/xml application/xml 
               application/xml+rss text/javascript;
    
    # 为代理请求启用压缩
    gzip_proxied any;
    
    # 添加 Vary: Accept-Encoding 响应头
    gzip_vary on;
    
    # 禁用对 IE6 的压缩
    gzip_disable "MSIE [1-6]\.";
}

Server 块配置

Server 块定义虚拟主机，处理特定的域名或端口请求。

基本 Server 配置

server {
    # 监听端口
    listen 80;
    listen [::]:80;  # IPv6
    
    # 服务器名称（域名）
    server_name example.com www.example.com;
    
    # 网站根目录
    root /var/www/example.com;
    
    # 默认索引文件
    index index.html index.htm index.php;
    
    # 字符集
    charset utf-8;
    
    # 访问日志
    access_log /var/log/nginx/example.com.access.log main;
    error_log /var/log/nginx/example.com.error.log warn;
}

多域名配置

# 方式一：多个 server 块
server {
    listen 80;
    server_name site1.com www.site1.com;
    root /var/www/site1;
}

server {
    listen 80;
    server_name site2.com www.site2.com;
    root /var/www/site2;
}

# 方式二：通配符和正则
server {
    listen 80;
    server_name *.example.com;  # 通配符
    root /var/www/subdomains;
}

server {
    listen 80;
    server_name ~^(www\.)?(?<domain>.+)$;  # 正则匹配
    root /var/www/$domain;
}

HTTPS 配置

server {
    listen 443 ssl http2;
    server_name example.com;
    
    # SSL 证书
    ssl_certificate /etc/nginx/ssl/example.com.crt;
    ssl_certificate_key /etc/nginx/ssl/example.com.key;
    
    # SSL 会话缓存
    ssl_session_cache shared:SSL:50m;
    ssl_session_timeout 1d;
    ssl_session_tickets off;
    
    # SSL 协议和加密套件
    ssl_protocols TLSv1.2 TLSv1.3;
    ssl_ciphers ECDHE-ECDSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256;
    ssl_prefer_server_ciphers off;
    
    # OCSP Stapling
    ssl_stapling on;
    ssl_stapling_verify on;
    ssl_trusted_certificate /etc/nginx/ssl/chain.pem;
    resolver 8.8.8.8 8.8.4.4 valid=300s;
    resolver_timeout 5s;
    
    # 安全响应头
    add_header Strict-Transport-Security "max-age=63072000" always;
    add_header X-Frame-Options "SAMEORIGIN" always;
    add_header X-Content-Type-Options "nosniff" always;
    
    root /var/www/example.com;
    index index.html;
}

# HTTP 重定向到 HTTPS
server {
    listen 80;
    server_name example.com;
    return 301 https://$server_name$request_uri;
}

Location 块配置

Location 块定义 URL 路由规则，是 Nginx 配置中最灵活的部分。

Location 匹配规则

server {
    listen 80;
    server_name example.com;
    
    # 精确匹配（优先级最高）
    location = /exact {
        return 200 "Exact match\n";
    }
    
    # 前缀匹配（^~ 表示如果匹配成功，不再检查正则）
    location ^~ /static/ {
        root /var/www/static;
        expires 30d;
    }
    
    # 正则匹配（区分大小写）
    location ~ \.(gif|jpg|png)$ {
        root /var/www/images;
        expires 30d;
    }
    
    # 正则匹配（不区分大小写）
    location ~* \.(css|js)$ {
        root /var/www/assets;
        expires 1y;
        add_header Cache-Control "public, immutable";
    }
    
    # 通用前缀匹配（优先级最低）
    location / {
        root /var/www/html;
        index index.html;
    }
}

Location 匹配优先级

1. =           精确匹配
2. ^~          前缀匹配（匹配后停止搜索）
3. ~ 或 ~*     正则匹配（按配置文件中的顺序）
4. 无修饰符    普通前缀匹配

常用 Location 配置示例

server {
    listen 80;
    server_name api.example.com;
    
    # API 代理
    location /api/ {
        proxy_pass http://backend_servers;
        proxy_set_header Host $host;
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
        proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
        proxy_set_header X-Forwarded-Proto $scheme;
        
        # 超时设置
        proxy_connect_timeout 5s;
        proxy_send_timeout 10s;
        proxy_read_timeout 10s;
    }
    
    # 静态文件缓存
    location ~* \.(jpg|jpeg|png|gif|ico|css|js)$ {
        root /var/www/static;
        expires 30d;
        add_header Cache-Control "public, immutable";
        access_log off;
    }
    
    # 禁止访问敏感文件
    location ~ /\. {
        deny all;
        access_log off;
        log_not_found off;
    }
    
    location ~* \.(git|svn|hg|env|log)$ {
        deny all;
    }
    
    # PHP 处理
    location ~ \.php$ {
        fastcgi_pass unix:/var/run/php/php7.4-fpm.sock;
        fastcgi_index index.php;
        fastcgi_param SCRIPT_FILENAME $document_root$fastcgi_script_name;
        include fastcgi_params;
    }
    
    # 前端路由支持（SPA）
    location / {
        try_files $uri $uri/ /index.html;
    }
    
    # 负载均衡示例
    location /app/ {
        proxy_pass http://app_servers;
        proxy_http_version 1.1;
        proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
        proxy_set_header Connection "upgrade";
    }
}

Upstream 配置

Upstream 定义后端服务器组，用于负载均衡。

基本 Upstream 配置

# 定义后端服务器组
upstream backend_servers {
    # 负载均衡方法（默认轮询）
    # least_conn;      # 最少连接
    # ip_hash;         # IP 哈希（会话保持）
    # hash $request_uri consistent;  # URI 哈希
    
    # 后端服务器
    server 192.168.1.10:8080 weight=5;
    server 192.168.1.11:8080 weight=5;
    server 192.168.1.12:8080 backup;      # 备用服务器
    server 192.168.1.13:8080 down;        # 暂时下线
    
    # 健康检查（需要 nginx_upstream_check_module）
    # check interval=3000 rise=2 fall=5 timeout=1000 type=http;
    # check_http_send "HEAD /health HTTP/1.0\r\n\r\n";
    # check_http_expect_alive http_2xx http_3xx;
}

server {
    listen 80;
    
    location / {
        proxy_pass http://backend_servers;
        proxy_set_header Host $host;
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
    }
}

负载均衡算法

# 1. 轮询（默认）
upstream backend {
    server 192.168.1.10:8080;
    server 192.168.1.11:8080;
}

# 2. 加权轮询
upstream backend {
    server 192.168.1.10:8080 weight=3;
    server 192.168.1.11:8080 weight=7;
}

# 3. IP 哈希（会话保持）
upstream backend {
    ip_hash;
    server 192.168.1.10:8080;
    server 192.168.1.11:8080;
}

# 4. 最少连接
upstream backend {
    least_conn;
    server 192.168.1.10:8080;
    server 192.168.1.11:8080;
}

# 5. 加权最少连接
upstream backend {
    least_conn;
    server 192.168.1.10:8080 weight=3;
    server 192.168.1.11:8080 weight=7;
}

# 6. URI 哈希
upstream backend {
    hash $request_uri consistent;
    server 192.168.1.10:8080;
    server 192.168.1.11:8080;
}

完整配置示例

静态网站配置

server {
    listen 80;
    server_name static.example.com;
    root /var/www/static;
    index index.html;
    
    # 字符集
    charset utf-8;
    
    # 缓存静态资源
    location ~* \.(jpg|jpeg|png|gif|ico|css|js|svg|woff|woff2)$ {
        expires 6M;
        add_header Cache-Control "public, immutable";
        access_log off;
    }
    
    # Gzip 压缩
    gzip on;
    gzip_types text/plain text/css application/json 
               application/javascript text/xml;
    
    # 安全响应头
    add_header X-Frame-Options "SAMEORIGIN" always;
    add_header X-Content-Type-Options "nosniff" always;
    add_header Referrer-Policy "strict-origin-when-cross-origin" always;
    
    # 禁止访问隐藏文件
    location ~ /\. {
        deny all;
    }
}

反向代理配置

upstream app_servers {
    least_conn;
    server 127.0.0.1:3000 weight=5;
    server 127.0.0.1:3001 weight=5;
    keepalive 32;
}

server {
    listen 80;
    server_name app.example.com;
    
    location / {
        proxy_pass http://app_servers;
        proxy_http_version 1.1;
        
        # 代理头设置
        proxy_set_header Host $host;
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
        proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
        proxy_set_header X-Forwarded-Proto $scheme;
        proxy_set_header Connection "";
        
        # 超时设置
        proxy_connect_timeout 5s;
        proxy_send_timeout 60s;
        proxy_read_timeout 60s;
        
        # 缓冲区设置
        proxy_buffering on;
        proxy_buffer_size 4k;
        proxy_buffers 8 4k;
        
        # 错误处理
        proxy_intercept_errors on;
        error_page 500 502 503 504 /50x.html;
    }
    
    location = /50x.html {
        root /var/www/errors;
    }
    
    # 静态文件直接由 Nginx 处理
    location ~* \.(jpg|jpeg|png|gif|ico|css|js)$ {
        root /var/www/app/static;
        expires 30d;
        access_log off;
    }
}

配置测试和重载

# 测试配置文件语法
nginx -t

# 测试指定配置文件
nginx -t -c /etc/nginx/nginx.conf

# 重载配置（不中断服务）
nginx -s reload

# 快速停止
nginx -s stop

# 优雅停止
nginx -s quit

# 重新打开日志文件
nginx -s reopen

小结

1. 配置文件结构：全局块 → events 块 → http 块 → server 块 → location 块
2. 全局配置：worker 进程、错误日志、PID 文件
3. Events 配置：连接处理、并发模型
4. HTTP 配置：日志、压缩、性能优化
5. Server 配置：虚拟主机、域名、端口
6. Location 配置：URL 路由、匹配规则
7. Upstream 配置：负载均衡、后端服务器组

练习

1. 配置一个支持 HTTPS 的虚拟主机
2. 设置 Gzip 压缩，优化静态资源传输
3. 配置负载均衡，实现后端服务器的故障转移
4. 配置 Location 规则，实现不同 URL 的路由分发