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第二章 Nginx+Lua开发入门

发表于: 2015-02-22   作者:jinnianshilongnian   来源:转载   浏览:
摘要: Nginx入门 本文目的是学习Nginx+Lua开发,对于Nginx基本知识可以参考如下文章: nginx启动、关闭、重启 http://www.cnblogs.com/derekchen/archive/2011/02/17/1957209.html agentzh 的 Nginx 教程 http://openresty.org/download/agentzh-nginx-tutor

Nginx入门

本文目的是学习Nginx+Lua开发,对于Nginx基本知识可以参考如下文章:

nginx启动、关闭、重启

http://www.cnblogs.com/derekchen/archive/2011/02/17/1957209.html

agentzh 的 Nginx 教程

http://openresty.org/download/agentzh-nginx-tutorials-zhcn.html

Nginx+Lua入门

http://17173ops.com/2013/11/01/17173-ngx-lua-manual.shtml

nginx 配置指令的执行顺序

http://zhongfox.github.io/blog/server/2013/05/15/nginx-exec-order/

nginx与lua的执行顺序和步骤说明

http://www.mrhaoting.com/?p=157

Nginx配置文件nginx.conf中文详解

http://www.ha97.com/5194.html

Tengine的Nginx开发从入门到精通

http://tengine.taobao.org/book/

官方文档

http://wiki.nginx.org/Configuration

 

Lua入门

本文目的是学习Nginx+Lua开发,对于Lua基本知识可以参考如下文章:

Lua简明教程

http://coolshell.cn/articles/10739.html

lua在线lua学习教程

http://book.luaer.cn/

Lua 5.1 参考手册

http://www.codingnow.com/2000/download/lua_manual.html

Lua5.3 参考手册

http://cloudwu.github.io/lua53doc/

Nginx Lua API

和一般的Web Server类似,我们需要接收请求、处理并输出响应。而对于请求我们需要获取如请求参数、请求头、Body体等信息;而对于处理就是调用相应的Lua代码即可;输出响应需要进行响应状态码、响应头和响应内容体的输出。因此我们从如上几个点出发即可。

 

接收请求

1、example.conf配置文件 

    location ~ /lua_request/(\d+)/(\d+) {
        #设置nginx变量
        set $a $1; 
        set $b $host;
        default_type "text/html";
        #nginx内容处理
        content_by_lua_file /usr/example/lua/test_request.lua;
        #内容体处理完成后调用
        echo_after_body "ngx.var.b $b";
    }

2、test_request.lua 

--nginx变量
local var = ngx.var
ngx.say("ngx.var.a : ", var.a, "<br/>")
ngx.say("ngx.var.b : ", var.b, "<br/>")
ngx.say("ngx.var[2] : ", var[2], "<br/>")
ngx.var.b = 2;

ngx.say("<br/>")

--请求头
local headers = ngx.req.get_headers()
ngx.say("headers begin", "<br/>")
ngx.say("Host : ", headers["Host"], "<br/>")
ngx.say("user-agent : ", headers["user-agent"], "<br/>")
ngx.say("user-agent : ", headers.user_agent, "<br/>")
for k,v in pairs(headers) do
    if type(v) == "table" then
        ngx.say(k, " : ", table.concat(v, ","), "<br/>")
    else
        ngx.say(k, " : ", v, "<br/>")
    end
end
ngx.say("headers end", "<br/>")
ngx.say("<br/>")

--get请求uri参数
ngx.say("uri args begin", "<br/>")
local uri_args = ngx.req.get_uri_args()
for k, v in pairs(uri_args) do
    if type(v) == "table" then
        ngx.say(k, " : ", table.concat(v, ", "), "<br/>")
    else
        ngx.say(k, ": ", v, "<br/>")
    end
end
ngx.say("uri args end", "<br/>")
ngx.say("<br/>")

--post请求参数
ngx.req.read_body()
ngx.say("post args begin", "<br/>")
local post_args = ngx.req.get_post_args()
for k, v in pairs(post_args) do
    if type(v) == "table" then
        ngx.say(k, " : ", table.concat(v, ", "), "<br/>")
    else
        ngx.say(k, ": ", v, "<br/>")
    end
end
ngx.say("post args end", "<br/>")
ngx.say("<br/>")

--请求的http协议版本
ngx.say("ngx.req.http_version : ", ngx.req.http_version(), "<br/>")
--请求方法
ngx.say("ngx.req.get_method : ", ngx.req.get_method(), "<br/>")
--原始的请求头内容
ngx.say("ngx.req.raw_header : ",  ngx.req.raw_header(), "<br/>")
--请求的body内容体
ngx.say("ngx.req.get_body_data() : ", ngx.req.get_body_data(), "<br/>")
ngx.say("<br/>")

ngx.var : nginx变量,如果要赋值如ngx.var.b = 2,此变量必须提前声明;另外对于nginx location中使用正则捕获的捕获组可以使用ngx.var[捕获组数字]获取;

ngx.req.get_headers:获取请求头,默认只获取前100,如果想要获取所以可以调用ngx.req.get_headers(0);获取带中划线的请求头时请使用如headers.user_agent这种方式;如果一个请求头有多个值,则返回的是table;

ngx.req.get_uri_args:获取url请求参数,其用法和get_headers类似;

ngx.req.get_post_args:获取post请求内容体,其用法和get_headers类似,但是必须提前调用ngx.req.read_body()来读取body体(也可以选择在nginx配置文件使用lua_need_request_body on;开启读取body体,但是官方不推荐);

ngx.req.raw_header:未解析的请求头字符串;

ngx.req.get_body_data:为解析的请求body体内容字符串。

 

如上方法处理一般的请求基本够用了。另外在读取post内容体时根据实际情况设置client_body_buffer_sizeclient_max_body_size来保证内容在内存而不是在文件中。

 

使用如下脚本测试

wget --post-data 'a=1&b=2' 'http://127.0.0.1/lua_request/1/2?a=3&b=4' -O - 

 

输出响应 

1.1、example.conf配置文件

    location /lua_response_1 {
        default_type "text/html";
        content_by_lua_file /usr/example/lua/test_response_1.lua;
    }

1.2、test_response_1.lua 

--写响应头
ngx.header.a = "1"
--多个响应头可以使用table
ngx.header.b = {"2", "3"}
--输出响应
ngx.say("a", "b", "<br/>")
ngx.print("c", "d", "<br/>")
--200状态码退出
return ngx.exit(200)

ngx.header:输出响应头;

ngx.print:输出响应内容体;

ngx.say:通ngx.print,但是会最后输出一个换行符;

ngx.exit:指定状态码退出。

 

2.1、example.conf配置文件

    location /lua_response_2 {
        default_type "text/html";
        content_by_lua_file /usr/example/lua/test_response_2.lua;
    }

 

2.2、test_response_2.lua

ngx.redirect("http://jd.com", 302)

ngx.redirect:重定向; 

 

ngx.status=状态码,设置响应的状态码;ngx.resp.get_headers()获取设置的响应状态码;ngx.send_headers()发送响应状态码,当调用ngx.say/ngx.print时自动发送响应状态码;可以通过ngx.headers_sent=true判断是否发送了响应状态码。

 

其他API

1、example.conf配置文件

    location /lua_other {
        default_type "text/html";
        content_by_lua_file /usr/example/lua/test_other.lua;
    }

 

2、test_other.lua

--未经解码的请求uri
local request_uri = ngx.var.request_uri;
ngx.say("request_uri : ", request_uri, "<br/>");
--解码
ngx.say("decode request_uri : ", ngx.unescape_uri(request_uri), "<br/>");
--MD5
ngx.say("ngx.md5 : ", ngx.md5("123"), "<br/>")
--http time
ngx.say("ngx.http_time : ", ngx.http_time(ngx.time()), "<br/>")

 

ngx.escape_uri/ngx.unescape_uri : uri编码解码;

ngx.encode_args/ngx.decode_args:参数编码解码;

ngx.encode_base64/ngx.decode_base64:BASE64编码解码;

ngx.re.match:nginx正则表达式匹配;

 

更多Nginx Lua API请参考 http://wiki.nginx.org/HttpLuaModule#Nginx_API_for_Lua

 

Nginx全局内存

使用过如Java的朋友可能知道如Ehcache等这种进程内本地缓存,Nginx是一个Master进程多个Worker进程的工作方式,因此我们可能需要在多个Worker进程中共享数据,那么此时就可以使用ngx.shared.DICT来实现全局内存共享。

 

1、首先在nginx.conf的http部分分配内存大小

    #共享全局变量,在所有worker间共享
    lua_shared_dict shared_data 1m;

 

2、example.conf配置文件

    location /lua_shared_dict {
        default_type "text/html";
        content_by_lua_file /usr/example/lua/test_lua_shared_dict.lua;
    }

3、 test_lua_shared_dict.lua

--1、获取全局共享内存变量
local shared_data = ngx.shared.shared_data

--2、获取字典值
local i = shared_data:get("i")
if not i then
    i = 1
    --3、惰性赋值
    shared_data:set("i", i)
    ngx.say("lazy set i ", i, "<br/>")
end
--递增
i = shared_data:incr("i", 1)
ngx.say("i=", i, "<br/>")

更多API请参考http://wiki.nginx.org/HttpLuaModule#ngx.shared.DICT。 

 

 

到此基本的Nginx Lua API就学完了,对于请求处理和输出响应如上介绍的API完全够用了,更多API请参考官方文档。

 

Nginx Lua模块指令

Nginx共11个处理阶段,而相应的处理阶段是可以做插入式处理,即可插拔式架构;另外指令可以在http、server、server if、location、location if几个范围进行配置:

指令

所处处理阶段

使用范围

解释

init_by_lua

init_by_lua_file

loading-config

http

nginx Master进程加载配置时执行;

通常用于初始化全局配置/预加载Lua模块

init_worker_by_lua

init_worker_by_lua_file

starting-worker

http

每个Nginx Worker进程启动时调用的计时器,如果Master进程不允许则只会在init_by_lua之后调用;

通常用于定时拉取配置/数据,或者后端服务的健康检查

set_by_lua

set_by_lua_file

rewrite

server,server if,location,location if

设置nginx变量,可以实现复杂的赋值逻辑;此处是阻塞的,Lua代码要做到非常快;

rewrite_by_lua

rewrite_by_lua_file

rewrite tail

http,server,location,location if

rrewrite阶段处理,可以实现复杂的转发/重定向逻辑;

access_by_lua

access_by_lua_file

access tail

http,server,location,location if

请求访问阶段处理,用于访问控制

content_by_lua

content_by_lua_file

content

location,location if

内容处理器,接收请求处理并输出响应

header_filter_by_lua

header_filter_by_lua_file

output-header-filter

http,server,location,location if

设置header和cookie

body_filter_by_lua

body_filter_by_lua_file

output-body-filter

http,server,location,location if

对响应数据进行过滤,比如截断、替换。

log_by_lua

log_by_lua_file

log

http,server,location,location if

log阶段处理,比如记录访问量/统计平均响应时间

 

更详细的解释请参考http://wiki.nginx.org/HttpLuaModule#Directives。如上指令很多并不常用,因此我们只拿其中的一部分做演示。

 

init_by_lua

每次Nginx重新加载配置时执行,可以用它来完成一些耗时模块的加载,或者初始化一些全局配置;在Master进程创建Worker进程时,此指令中加载的全局变量会进行Copy-OnWrite,即会复制到所有全局变量到Worker进程。

 

1、nginx.conf配置文件中的http部分添加如下代码

    #共享全局变量,在所有worker间共享
    lua_shared_dict shared_data 1m;

    init_by_lua_file /usr/example/lua/init.lua;

  

2、init.lua

--初始化耗时的模块
local redis = require 'resty.redis'
local cjson = require 'cjson'

--全局变量,不推荐
count = 1

--共享全局内存
local shared_data = ngx.shared.shared_data
shared_data:set("count", 1)

 

3、test.lua

count = count + 1
ngx.say("global variable : ", count)
local shared_data = ngx.shared.shared_data
ngx.say(", shared memory : ", shared_data:get("count"))
shared_data:incr("count", 1)
ngx.say("hello world")

   

4、访问如http://192.168.1.2/lua 会发现全局变量一直不变,而共享内存一直递增

global variable : 2 , shared memory : 8 hello world 

 

另外注意一定在生产环境开启lua_code_cache,否则每个请求都会创建Lua VM实例。

 

init_worker_by_lua

用于启动一些定时任务,比如心跳检查,定时拉取服务器配置等等;此处的任务是跟Worker进程数量有关系的,比如有2个Worker进程那么就会启动两个完全一样的定时任务。

 

1、nginx.conf配置文件中的http部分添加如下代码

    init_worker_by_lua_file /usr/example/lua/init_worker.lua;

  

2、init_worker.lua

local count = 0
local delayInSeconds = 3
local heartbeatCheck = nil

heartbeatCheck = function(args)
   count = count + 1
   ngx.log(ngx.ERR, "do check ", count)

   local ok, err = ngx.timer.at(delayInSeconds, heartbeatCheck)

   if not ok then
      ngx.log(ngx.ERR, "failed to startup heartbeart worker...", err)
   end
end

heartbeatCheck()

ngx.timer.at:延时调用相应的回调方法;ngx.timer.at(秒单位延时,回调函数,回调函数的参数列表);可以将延时设置为0即得到一个立即执行的任务,任务不会在当前请求中执行不会阻塞当前请求,而是在一个轻量级线程中执行。

 

另外根据实际情况设置如下指令

lua_max_pending_timers 1024;  #最大等待任务数

lua_max_running_timers 256;    #最大同时运行任务数

 

 

set_by_lua 

设置nginx变量,我们用的set指令即使配合if指令也很难实现负责的赋值逻辑;

 

1.1、example.conf配置文件

    location /lua_set_1 {
        default_type "text/html";
        set_by_lua_file $num /usr/example/lua/test_set_1.lua;
        echo $num;
    }

set_by_lua_file:语法set_by_lua_file $var lua_file arg1 arg2...; 在lua代码中可以实现所有复杂的逻辑,但是要执行速度很快,不要阻塞;

 

1.2、test_set_1.lua

local uri_args = ngx.req.get_uri_args()
local i = uri_args["i"] or 0
local j = uri_args["j"] or 0

return i + j

得到请求参数进行相加然后返回。

 

访问如http://192.168.1.2/lua_set_1?i=1&j=10进行测试。 如果我们用纯set指令是无法实现的。

 

再举个实际例子,我们实际工作时经常涉及到网站改版,有时候需要新老并存,或者切一部分流量到新版

 

2.1、首先在example.conf中使用map指令来映射host到指定nginx变量,方便我们测试

############ 测试时使用的动态请求
map $host $item_dynamic {
    default                     "0";
    item2014.jd.com            "1";
}

如绑定hosts

192.168.1.2 item.jd.com;

192.168.1.2 item2014.jd.com;

 

此时我们想访问item2014.jd.com时访问新版,那么我们可以简单的使用如

if ($item_dynamic = "1") {
   proxy_pass http://new;
}
proxy_pass http://old;

 

但是我们想把商品编号为为8位(比如品类为图书的)没有改版完成,需要按照相应规则跳转到老版,但是其他的到新版;虽然使用if指令能实现,但是比较麻烦,基本需要这样

set jump "0";
if($item_dynamic = "1") {
    set $jump "1";
}
if(uri ~ "^/6[0-9]{7}.html") {
   set $jump "${jump}2";
}
#非强制访问新版,且访问指定范围的商品
if (jump == "02") {
   proxy_pass http://old;
}
proxy_pass http://new;

以上规则还是比较简单的,如果涉及到更复杂的多重if/else或嵌套if/else实现起来就更痛苦了,可能需要到后端去做了;此时我们就可以借助lua了:

set_by_lua $to_book '
     local ngx_match = ngx.re.match
     local var = ngx.var
     local skuId = var.skuId
     local r = var.item_dynamic ~= "1" and ngx.re.match(skuId, "^[0-9]{8}$")
     if r then return "1" else return "0" end;
';
set_by_lua $to_mvd '
     local ngx_match = ngx.re.match
     local var = ngx.var
     local skuId = var.skuId
     local r = var.item_dynamic ~= "1" and ngx.re.match(skuId, "^[0-9]{9}$")
     if r then return "1" else return "0" end;
';
#自营图书
if ($to_book) {
    proxy_pass http://127.0.0.1/old_book/$skuId.html;
}
#自营音像
if ($to_mvd) {
    proxy_pass http://127.0.0.1/old_mvd/$skuId.html;
}
#默认
proxy_pass http://127.0.0.1/proxy/$skuId.html;

  

 rewrite_by_lua 

执行内部URL重写或者外部重定向,典型的如伪静态化的URL重写。其默认执行在rewrite处理阶段的最后。

 

1.1、example.conf配置文件

    location /lua_rewrite_1 {
        default_type "text/html";
        rewrite_by_lua_file /usr/example/lua/test_rewrite_1.lua;
        echo "no rewrite";
    }

 

1.2、test_rewrite_1.lua

if ngx.req.get_uri_args()["jump"] == "1" then
   return ngx.redirect("http://www.jd.com?jump=1", 302)
end

当我们请求http://192.168.1.2/lua_rewrite_1时发现没有跳转,而请求http://192.168.1.2/lua_rewrite_1?jump=1时发现跳转到京东首页了。 此处需要301/302跳转根据自己需求定义。

 

2.1、example.conf配置文件

    location /lua_rewrite_2 {
        default_type "text/html";
        rewrite_by_lua_file /usr/example/lua/test_rewrite_2.lua;
        echo "rewrite2 uri : $uri, a : $arg_a";
    }

 

2.2、test_rewrite_2.lua

if ngx.req.get_uri_args()["jump"] == "1" then
   ngx.req.set_uri("/lua_rewrite_3", false);
   ngx.req.set_uri("/lua_rewrite_4", false);
   ngx.req.set_uri_args({a = 1, b = 2});
end 

ngx.req.set_uri(uri, false):可以内部重写uri(可以带参数),等价于 rewrite ^ /lua_rewrite_3;通过配合if/else可以实现 rewrite ^ /lua_rewrite_3 break;这种功能;此处两者都是location内部url重写,不会重新发起新的location匹配;

ngx.req.set_uri_args:重写请求参数,可以是字符串(a=1&b=2)也可以是table;

 

访问如http://192.168.1.2/lua_rewrite_2?jump=0时得到响应

rewrite2 uri : /lua_rewrite_2, a :

 

访问如http://192.168.1.2/lua_rewrite_2?jump=1时得到响应

rewrite2 uri : /lua_rewrite_4, a : 1

 

3.1、example.conf配置文件

    location /lua_rewrite_3 {
        default_type "text/html";
        rewrite_by_lua_file /usr/example/lua/test_rewrite_3.lua;
        echo "rewrite3 uri : $uri";
    }

 

3.2、test_rewrite_3.lua

if ngx.req.get_uri_args()["jump"] == "1" then
   ngx.req.set_uri("/lua_rewrite_4", true);
   ngx.log(ngx.ERR, "=========")
   ngx.req.set_uri_args({a = 1, b = 2});
end

ngx.req.set_uri(uri, true):可以内部重写uri,即会发起新的匹配location请求,等价于 rewrite ^ /lua_rewrite_4 last;此处看error log是看不到我们记录的log。

 

所以请求如http://192.168.1.2/lua_rewrite_3?jump=1会到新的location中得到响应,此处没有/lua_rewrite_4,所以匹配到/lua请求,得到类似如下的响应

global variable : 2 , shared memory : 1 hello world

 

rewrite ^ /lua_rewrite_3;                 等价于  ngx.req.set_uri("/lua_rewrite_3", false);

rewrite ^ /lua_rewrite_3 break;       等价于  ngx.req.set_uri("/lua_rewrite_3", false); 加 if/else判断/break/return

rewrite ^ /lua_rewrite_4 last;           等价于  ngx.req.set_uri("/lua_rewrite_4", true);

 

注意,在使用rewrite_by_lua时,开启rewrite_log on;后也看不到相应的rewrite log。

 

access_by_lua 

用于访问控制,比如我们只允许内网ip访问,可以使用如下形式

allow     127.0.0.1;
allow     10.0.0.0/8;
allow     192.168.0.0/16;
allow     172.16.0.0/12;
deny      all;

 

1.1、example.conf配置文件

    location /lua_access {
        default_type "text/html";
        access_by_lua_file /usr/example/lua/test_access.lua;
        echo "access";
    }

 

 1.2、test_access.lua

if ngx.req.get_uri_args()["token"] ~= "123" then
   return ngx.exit(403)
end

即如果访问如http://192.168.1.2/lua_access?token=234将得到403 Forbidden的响应。这样我们可以根据如cookie/用户token来决定是否有访问权限。

 

 

content_by_lua   

此指令之前已经用过了,此处就不讲解了。

 

另外在使用PCRE进行正则匹配时需要注意正则的写法,具体规则请参考http://wiki.nginx.org/HttpLuaModule中的Special PCRE Sequences部分。还有其他的注意事项也请阅读官方文档。

 

第二章 Nginx+Lua开发入门

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