跨域问题在之前的单体架构开发中,其实是比较少见的问题,除非是需要接入第三方SDK
时,才需要处理此问题。但随着现在前后端分离、分布式架构的流行,跨域问题也成为了每个Java开发必须要懂得解决的一个问题。
跨域问题产生的原因
产生跨域问题的主要原因就在于同源策略,为了保证用户信息安全,防止恶意网站窃取数据,同源策略是必须的,否则cookie
可以共享。由于http
无状态协议通常会借助cookie
来实现有状态的信息记录,例如用户的身份/密码等,因此一旦cookie
被共享,那么会导致用户的身份信息被盗取。
同源策略主要是指三点相同,协议+域名+端口 相同的两个请求,则可以被看做是同源的,但如果其中任意一点存在不同,则代表是两个不同源的请求,同源策略会限制了不同源之间的资源交互。
Nginx解决跨域问题
弄明白了跨域问题的产生原因,接下来看看Nginx
中又该如何解决跨域呢?其实比较简单,在nginx.conf
中稍微添加一点配置即可:
location / { # 允许跨域的请求,可以自定义变量$http_origin,*表示所有 add_header 'Access-Control-Allow-Origin' *; # 允许携带cookie请求 add_header 'Access-Control-Allow-Credentials' 'true'; # 允许跨域请求的方法:GET,POST,OPTIONS,PUT add_header 'Access-Control-Allow-Methods' 'GET,POST,OPTIONS,PUT'; # 允许请求时携带的头部信息,*表示所有 add_header 'Access-Control-Allow-Headers' *; # 允许发送按段获取资源的请求 add_header 'Access-Control-Expose-Headers' 'Content-Length,Content-Range'; # 一定要有!!!否则Post请求无法进行跨域! # 在发送Post跨域请求前,会以Options方式发送预检请求,服务器接受时才会正式请求 if ($request_method = 'OPTIONS') { add_header 'Access-Control-Max-Age' 1728000; add_header 'Content-Type' 'text/plain; charset=utf-8'; add_header 'Content-Length' 0; # 对于Options方式的请求返回204,表示接受跨域请求 return 204; }}复制代码
在nginx.conf
文件加上如上配置后,跨域请求即可生效了。
但如果后端是采用分布式架构开发的,有时候RPC调用也需要解决跨域问题,不然也同样会出现无法跨域请求的异常,因此可以在你的后端项目中,通过继承
HandlerInterceptorAdapter
类、实现WebMvcConfigurer
接口、添加@CrossOrgin
注解的方式实现接口之间的跨域配置。
十、Nginx防盗链设计
作者:竹子爱熊猫
链接:https://juejin.cn/post/7112826654291918855
来源:稀土掘金
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。
在nginx.conf
文件加上如上配置后,跨域请求即可生效了。
但如果后端是采用分布式架构开发的,有时候RPC调用也需要解决跨域问题,不然也同样会出现无法跨域请求的异常,因此可以在你的后端项目中,通过继承
HandlerInterceptorAdapter
类、实现WebMvcConfigurer
接口、添加@CrossOrgin
注解的方式实现接口之间的跨域配置。
十、Nginx防盗链设计
首先了解一下何谓盗链:盗链即是指外部网站引入当前网站的资源对外展示,来举个简单的例子理解:
好比壁纸网站
X
站、Y
站,X
站是一点点去购买版权、签约作者的方式,从而积累了海量的壁纸素材,但Y
站由于资金等各方面的原因,就直接通过这种方式照搬了
X
站的所有壁纸资源,继而提供给用户下载。
那么如果我们自己是这个X
站的Boss
,心中必然不爽,那么此时又该如何屏蔽这类问题呢?那么接下来要叙说的防盗链 登场了!
Nginx
的防盗链机制实现,跟上篇文章《HTTP/HTTPS》中分析到的一个头部字段:Referer
有关,该字段主要描述了当前请求是从哪儿发出的,那么在Nginx
中就可获取该值,然后判断是否为本站的资源引用请求,如果不是则不允许访问。Nginx
中存在一个配置项为valid_referers
,正好可以满足前面的需求,语法如下:
valid_referers none | blocked | server_names | string ...;
none
:表示接受没有Referer
字段的HTTP
请求访问。blocked
:表示允许http://
或https//
以外的请求访问。server_names
:资源的白名单,这里可以指定允许访问的域名。string
:可自定义字符串,支配通配符、正则表达式写法。
简单了解语法后,接下来的实现如下:
# 在动静分离的location中开启防盗链机制location ~ .*\.(html|htm|gif|jpg|jpeg|bmp|png|ico|txt|js|css){ # 最后面的值在上线前可配置为允许的域名地址 valid_referers blocked 192.168.12.129; if ($invalid_referer) { # 可以配置成返回一张禁止盗取的图片 # rewrite ^/ http://xx.xx.com/NO.jpg; # 也可直接返回403 return 403; } root /soft/nginx/static_resources; expires 7d;}复制代码
根据上述中的内容配置后,就已经通过Nginx
实现了最基本的防盗链机制,最后只需要额外重启一下就好啦!当然,对于防盗链机制实现这块,也有专门的第三方模块ngx_http_accesskey_module
实现了更为完善的设计,感兴趣的小伙伴可以自行去看看。
PS:防盗链机制也无法解决爬虫伪造
referers
信息的这种方式抓取数据。
十一、Nginx大文件传输配置
在某些业务场景中需要传输一些大文件,但大文件传输时往往都会会出现一些Bug
,比如文件超出限制、文件传输过程中请求超时等,那么此时就可以在Nginx
稍微做一些配置,先来了解一些关于大文件传输时可能会用的配置项:
配置项 | 释义 |
---|---|
client_max_body_size | 设置请求体允许的最大体积 |
client_header_timeout | 等待客户端发送一个请求头的超时时间 |
client_body_timeout | 设置读取请求体的超时时间 |
proxy_read_timeout | 设置请求被后端服务器读取时,Nginx 等待的最长时间 |
proxy_send_timeout | 设置后端向Nginx 返回响应时的超时时间 |
在传输大文件时,client_max_body_size、client_header_timeout、proxy_read_timeout、proxy_send_timeout
这四个参数值都可以根据自己项目的实际情况来配置。
上述配置仅是作为代理层需要配置的,因为最终客户端传输文件还是直接与后端进行交互,这里只是把作为网关层的
Nginx
配置调高一点,调到能够“容纳大文件”传输的程度。
当然,Nginx
中也可以作为文件服务器使用,但需要用到一个专门的第三方模块nginx-upload-module
,如果项目中文件上传的作用处不多,那么建议可以通过Nginx
搭建,毕竟可以节省一台文件服务器资源。但如若文件上传/下载较为频繁,那么还是建议额外搭建文件服务器,并将上传/下载功能交由后端处理。
十二、Nginx配置SSL证书
随着越来越多的网站接入HTTPS
,因此Nginx
中仅配置HTTP
还不够,往往还需要监听443
端口的请求,但在上篇《HTTP/HTTPS》中谈到过,HTTPS
为了确保通信安全,所以服务端需配置对应的数字证书,当项目使用Nginx
作为网关时,那么证书在Nginx
中也需要配置,接下来简单聊一下关于SSL
证书配置过程:
- ①先去CA机构或从云控制台中申请对应的
SSL
证书,审核通过后下载Nginx
版本的证书。 - ②下载数字证书后,完整的文件总共有三个:
.crt、.key、.pem
:.crt
:数字证书文件,.crt
是.pem
的拓展文件,因此有些人下载后可能没有。.key
:服务器的私钥文件,及非对称加密的私钥,用于解密公钥传输的数据。.pem
:Base64-encoded
编码格式的源证书文本文件,可自行根需求修改拓展名。
- ③在
Nginx
目录下新建certificate
目录,并将下载好的证书/私钥等文件上传至该目录。 - ④最后修改一下
nginx.conf
文件即可,如下:
# ----------HTTPS配置-----------server { # 监听HTTPS默认的443端口 listen 443; # 配置自己项目的域名 server_name www.xxx.com; # 打开SSL加密传输 ssl on; # 输入域名后,首页文件所在的目录 root html; # 配置首页的文件名 index index.html index.htm index.jsp index.ftl; # 配置自己下载的数字证书 ssl_certificate certificate/xxx.pem; # 配置自己下载的服务器私钥 ssl_certificate_key certificate/xxx.key; # 停止通信时,加密会话的有效期,在该时间段内不需要重新交换密钥 ssl_session_timeout 5m; # TLS握手时,服务器采用的密码套件 ssl_ciphers ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE:ECDH:AES:HIGH:!NULL:!aNULL:!MD5:!ADH:!RC4; # 服务器支持的TLS版本 ssl_protocols TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2; # 开启由服务器决定采用的密码套件 ssl_prefer_server_ciphers on; location / { .... }}# ---------HTTP请求转HTTPS-------------server { # 监听HTTP默认的80端口 listen 80; # 如果80端口出现访问该域名的请求 server_name www.xxx.com; # 将请求改写为HTTPS(这里写你配置了HTTPS的域名) rewrite ^(.*)$ https://www.xxx.com;}复制代码
OK~,根据如上配置了Nginx
后,你的网站即可通过https://
的方式访问,并且当客户端使用http://
的方式访问时,会自动将其改写为HTTPS
请求。
十三、Nginx的高可用
线上如果采用单个节点的方式部署Nginx
,难免会出现天灾人祸,比如系统异常、程序宕机、服务器断电、机房爆炸、地球毁灭....哈哈哈,夸张了。但实际生产环境中确实存在隐患问题,由于Nginx
作为整个系统的网关层接入外部流量,所以一旦Nginx
宕机,最终就会导致整个系统不可用,这无疑对于用户的体验感是极差的,因此也得保障Nginx
高可用的特性。
接下来则会通过
keepalived
的VIP
机制,实现Nginx
的高可用。VIP
并不是只会员的意思,而是指Virtual IP
,即虚拟IP
。
keepalived
在之前单体架构开发时,是一个用的较为频繁的高可用技术,比如MySQL、Redis、MQ、Proxy、Tomcat
等各处都会通过keepalived
提供的VIP
机制,实现单节点应用的高可用。
Keepalived+重启脚本+双机热备搭建
①首先创建一个对应的目录并下载keepalived
安装包(提取码:s6aq)到Linux
中并解压:
[root@localhost]# mkdir /soft/keepalived && cd /soft/keepalived[root@localhost]# wget https://www.keepalived.org/software/keepalived-2.2.4.tar.gz[root@localhost]# tar -zxvf keepalived-2.2.4.tar.gz复制代码
②进入解压后的keepalived
目录并构建安装环境,然后编译并安装:
[root@localhost]# cd keepalived-2.2.4[root@localhost]# ./configure --prefix=/soft/keepalived/[root@localhost]# make && make install复制代码
③进入安装目录的/soft/keepalived/etc/keepalived/
并编辑配置文件:
[root@localhost]# cd /soft/keepalived/etc/keepalived/[root@localhost]# vi keepalived.conf复制代码
④编辑主机的keepalived.conf
核心配置文件,如下:
global_defs { # 自带的邮件提醒服务,建议用独立的监控或第三方SMTP,也可选择配置邮件发送。 notification_email { root@localhost } notification_email_from root@localhost smtp_server localhost smtp_connect_timeout 30 # 高可用集群主机身份标识(集群中主机身份标识名称不能重复,建议配置成本机IP)router_id 192.168.12.129 }# 定时运行的脚本文件配置vrrp_script check_nginx_pid_restart { # 之前编写的nginx重启脚本的所在位置script "/soft/scripts/keepalived/check_nginx_pid_restart.sh" # 每间隔3秒执行一次interval 3 # 如果脚本中的条件成立,重启一次则权重-20weight -20}# 定义虚拟路由,VI_1为虚拟路由的标示符(可自定义名称)vrrp_instance VI_1 { # 当前节点的身份标识:用来决定主从(MASTER为主机,BACKUP为从机)state MASTER # 绑定虚拟IP的网络接口,根据自己的机器的网卡配置interface ens33 # 虚拟路由的ID号,主从两个节点设置必须一样virtual_router_id 121 # 填写本机IPmcast_src_ip 192.168.12.129 # 节点权重优先级,主节点要比从节点优先级高priority 100 # 优先级高的设置nopreempt,解决异常恢复后再次抢占造成的脑裂问题nopreempt # 组播信息发送间隔,两个节点设置必须一样,默认1s(类似于心跳检测)advert_int 1 authentication { auth_type PASS auth_pass 1111 } # 将track_script块加入instance配置块 track_script { # 执行Nginx监控的脚本check_nginx_pid_restart } virtual_ipaddress { # 虚拟IP(VIP),也可扩展,可配置多个。192.168.12.111 }}复制代码
⑤克隆一台之前的虚拟机作为从(备)机,编辑从机的keepalived.conf
文件,如下:
global_defs { # 自带的邮件提醒服务,建议用独立的监控或第三方SMTP,也可选择配置邮件发送。 notification_email { root@localhost } notification_email_from root@localhost smtp_server localhost smtp_connect_timeout 30 # 高可用集群主机身份标识(集群中主机身份标识名称不能重复,建议配置成本机IP)router_id 192.168.12.130 }# 定时运行的脚本文件配置vrrp_script check_nginx_pid_restart { # 之前编写的nginx重启脚本的所在位置script "/soft/scripts/keepalived/check_nginx_pid_restart.sh" # 每间隔3秒执行一次interval 3 # 如果脚本中的条件成立,重启一次则权重-20weight -20}# 定义虚拟路由,VI_1为虚拟路由的标示符(可自定义名称)vrrp_instance VI_1 { # 当前节点的身份标识:用来决定主从(MASTER为主机,BACKUP为从机)state BACKUP # 绑定虚拟IP的网络接口,根据自己的机器的网卡配置interface ens33 # 虚拟路由的ID号,主从两个节点设置必须一样virtual_router_id 121 # 填写本机IPmcast_src_ip 192.168.12.130 # 节点权重优先级,主节点要比从节点优先级高priority 90 # 优先级高的设置nopreempt,解决异常恢复后再次抢占造成的脑裂问题nopreempt # 组播信息发送间隔,两个节点设置必须一样,默认1s(类似于心跳检测)advert_int 1 authentication { auth_type PASS auth_pass 1111 } # 将track_script块加入instance配置块 track_script { # 执行Nginx监控的脚本check_nginx_pid_restart } virtual_ipaddress { # 虚拟IP(VIP),也可扩展,可配置多个。192.168.12.111 }}复制代码
⑥新建scripts
目录并编写Nginx
的重启脚本,check_nginx_pid_restart.sh
:
[root@localhost]# mkdir /soft/scripts /soft/scripts/keepalived[root@localhost]# touch /soft/scripts/keepalived/check_nginx_pid_restart.sh[root@localhost]# vi /soft/scripts/keepalived/check_nginx_pid_restart.sh#!/bin/sh# 通过ps指令查询后台的nginx进程数,并将其保存在变量nginx_number中nginx_number=`ps -C nginx --no-header | wc -l`# 判断后台是否还有Nginx进程在运行if [ $nginx_number -eq 0 ];then # 如果后台查询不到`Nginx`进程存在,则执行重启指令 /soft/nginx/sbin/nginx -c /soft/nginx/conf/nginx.conf # 重启后等待1s后,再次查询后台进程数 sleep 1 # 如果重启后依旧无法查询到nginx进程 if [ `ps -C nginx --no-header | wc -l` -eq 0 ];then # 将keepalived主机下线,将虚拟IP漂移给从机,从机上线接管Nginx服务 systemctl stop keepalived.service fifi复制代码
⑦编写的脚本文件需要更改编码格式,并赋予执行权限,否则可能执行失败:
[root@localhost]# vi /soft/scripts/keepalived/check_nginx_pid_restart.sh:set fileformat=unix # 在vi命令里面执行,修改编码格式:set ff # 查看修改后的编码格式[root@localhost]# chmod +x /soft/scripts/keepalived/check_nginx_pid_restart.sh复制代码
⑧由于安装keepalived
时,是自定义的安装位置,因此需要拷贝一些文件到系统目录中:
[root@localhost]# mkdir /etc/keepalived/[root@localhost]# cp /soft/keepalived/etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/[root@localhost]# cp /soft/keepalived/keepalived-2.2.4/keepalived/etc/init.d/keepalived /etc/init.d/[root@localhost]# cp /soft/keepalived/etc/sysconfig/keepalived /etc/sysconfig/复制代码
⑨将keepalived
加入系统服务并设置开启自启动,然后测试启动是否正常:
[root@localhost]# chkconfig keepalived on[root@localhost]# systemctl daemon-reload[root@localhost]# systemctl enable keepalived.service[root@localhost]# systemctl start keepalived.service其他命令:systemctl disable keepalived.service # 禁止开机自动启动systemctl restart keepalived.service # 重启keepalivedsystemctl stop keepalived.service # 停止keepalivedtail -f /var/log/messages # 查看keepalived运行时日志复制代码
⑩最后测试一下VIP
是否生效,通过查看本机是否成功挂载虚拟IP
:
[root@localhost]# ip addr复制代码
从上图中可以明显看见虚拟
IP
已经成功挂载,但另外一台机器192.168.12.130
并不会挂载这个虚拟IP
,只有当主机下线后,作为从机的192.168.12.130
才会上线,接替VIP
。最后测试一下外网是否可以正常与VIP
通信,即在Windows
中直接ping VIP
:
外部通过VIP
通信时,也可以正常Ping
通,代表虚拟IP
配置成功。
Nginx高可用性测试
经过上述步骤后,keepalived
的VIP
机制已经搭建成功,在上个阶段中主要做了几件事:
- 一、为部署
Nginx
的机器挂载了VIP
。 - 二、通过
keepalived
搭建了主从双机热备。 - 三、通过
keepalived
实现了Nginx
宕机重启。
由于前面没有域名的原因,因此最初server_name
配置的是当前机器的IP
,所以需稍微更改一下nginx.conf
的配置:
sever{ listen 80; # 这里从机器的本地IP改为虚拟IPserver_name 192.168.12.111;# 如果这里配置的是域名,那么则将域名的映射配置改为虚拟IP}复制代码
最后来实验一下效果:
在上述过程中,首先分别启动了
keepalived、nginx
服务,然后通过手动停止nginx
的方式模拟了Nginx
宕机情况,过了片刻后再次查询后台进程,我们会发现nginx
依旧存活。
从这个过程中不难发现,keepalived
已经为我们实现了Nginx
宕机后自动重启的功能,那么接着再模拟一下服务器出现故障时的情况:
在上述过程中,我们通过手动关闭
keepalived
服务模拟了机器断电、硬件损坏等情况(因为机器断电等情况=主机中的keepalived
进程消失),然后再次查询了一下本机的IP
信息,很明显会看到VIP
消失了!
现在再切换到另外一台机器:192.168.12.130
来看看情况:
此刻我们会发现,在主机
192.168.12.129
宕机后,VIP自动从主机飘移到了从机192.168.12.130
上,而此时客户端的请求就最终会来到130
这台机器的Nginx
上。
最终,利用Keepalived
对Nginx
做了主从热备之后,无论是遇到线上宕机还是机房断电等各类故障时,都能够确保应用系统能够为用户提供7x24
小时服务。
十四、Nginx性能优化
到这里文章的篇幅较长了,最后再来聊一下关于Nginx
的性能优化,主要就简单说说收益最高的几个优化项,在这块就不再展开叙述了,毕竟影响性能都有多方面原因导致的,比如网络、服务器硬件、操作系统、后端服务、程序自身、数据库服务等,对于性能调优比较感兴趣的可以参考之前《JVM性能调优》中的调优思想。
优化一:打开长连接配置
通常Nginx作为代理服务,负责分发客户端的请求,那么建议开启HTTP
长连接,用户减少握手的次数,降低服务器损耗,具体如下:
upstream xxx { # 长连接数 keepalive 32; # 每个长连接提供的最大请求数 keepalived_requests 100; # 每个长连接没有新的请求时,保持的最长时间 keepalive_timeout 60s;}复制代码
优化二、开启零拷贝技术
零拷贝这个概念,在大多数性能较为不错的中间件中都有出现,例如Kafka、Netty
等,而Nginx
中也可以配置数据零拷贝技术,如下:
sendfile on; # 开启零拷贝机制复制代码
零拷贝读取机制与传统资源读取机制的区别:
- 传统方式:硬件-->内核-->用户空间-->程序空间-->程序内核空间-->网络套接字
- 零拷贝方式:硬件-->内核-->程序内核空间-->网络套接字
从上述这个过程对比,很轻易就能看出两者之间的性能区别。
优化三、开启无延迟或多包共发机制
在Nginx
中有两个较为关键的性能参数,即tcp_nodelay、tcp_nopush
,开启方式如下:
tcp_nodelay on;tcp_nopush on;复制代码
TCP/IP
协议中默认是采用了Nagle算法的,即在网络数据传输过程中,每个数据报文并不会立马发送出去,而是会等待一段时间,将后面的几个数据包一起组合成一个数据报文发送,但这个算法虽然提高了网络吞吐量,但是实时性却降低了。
因此你的项目属于交互性很强的应用,那么可以手动开启
tcp_nodelay
配置,让应用程序向内核递交的每个数据包都会立即发送出去。但这样会产生大量的TCP
报文头,增加很大的网络开销。
相反,有些项目的业务对数据的实时性要求并不高,追求的则是更高的吞吐,那么则可以开启tcp_nopush
配置项,这个配置就类似于“塞子”的意思,首先将连接塞住,使得数据先不发出去,等到拔去塞子后再发出去。设置该选项后,内核会尽量把小数据包拼接成一个大的数据包(一个MTU
)再发送出去.
当然若一定时间后(一般为
200ms
),内核仍然没有积累到一个MTU
的量时,也必须发送现有的数据,否则会一直阻塞。
tcp_nodelay、tcp_nopush
两个参数是“互斥”的,如果追求响应速度的应用推荐开启tcp_nodelay
参数,如IM
、金融等类型的项目。如果追求吞吐量的应用则建议开启tcp_nopush
参数,如调度系统、报表系统等。
注意:
①tcp_nodelay
一般要建立在开启了长连接模式的情况下使用。
②tcp_nopush
参数是必须要开启sendfile
参数才可使用的。
优化四、调整Worker工作进程
Nginx
启动后默认只会开启一个Worker
工作进程处理客户端请求,而我们可以根据机器的CPU核数开启对应数量的工作进程,以此来提升整体的并发量支持,如下:
# 自动根据CPU核心数调整Worker进程数量worker_processes auto;复制代码
工作进程的数量最高开到
8
个就OK了,8
个之后就不会有再大的性能提升。
同时也可以稍微调整一下每个工作进程能够打开的文件句柄数:
# 每个Worker能打开的文件描述符,最少调整至1W以上,负荷较高建议2-3Wworker_rlimit_nofile 20000;复制代码
操作系统内核(
kernel
)都是利用文件描述符来访问文件,无论是打开、新建、读取、写入文件时,都需要使用文件描述符来指定待操作的文件,因此该值越大,代表一个进程能够操作的文件越多(但不能超出内核限制,最多建议3.8W
左右为上限)。
优化五、开启CPU亲和机制
对于并发编程较为熟悉的伙伴都知道,因为进程/线程数往往都会远超出系统CPU的核心数,因为操作系统执行的原理本质上是采用时间片切换机制,也就是一个CPU核心会在多个进程之间不断频繁切换,造成很大的性能损耗。
而CPU亲和机制则是指将每个Nginx
的工作进程,绑定在固定的CPU核心上,从而减小CPU切换带来的时间开销和资源损耗,开启方式如下:
worker_cpu_affinity auto;复制代码
优化六、开启epoll模型及调整并发连接数
在最开始就提到过:Nginx、Redis
都是基于多路复用模型去实现的程序,但最初版的多路复用模型select/poll
最大只能监听1024
个连接,而epoll
则属于select/poll
接口的增强版,因此采用该模型能够大程度上提升单个Worker
的性能,如下:
events { # 使用epoll网络模型 use epoll; # 调整每个Worker能够处理的连接数上限 worker_connections 10240;}复制代码
这里对于
select/poll/epoll
模型就不展开细说了,后面的IO模型文章中会详细剖析。
十五、放在最后的结尾
至此,Nginx
的大部分内容都已阐述完毕,关于最后一小节的性能优化内容,其实在前面就谈到的动静分离、分配缓冲区、资源缓存、防盗链、资源压缩等内容,也都可归纳为性能优化的方案。
来源地址:https://blog.csdn.net/weixin_37855495/article/details/130082400