nginx相关面试题30道

一、基础概念与核心特性

1. 什么是 Nginx？它的主要用途有哪些？

答案：
Nginx 是一款高性能的开源 Web 服务器、反向代理服务器及负载均衡器，基于事件驱动的异步非阻塞架构，擅长处理高并发场景。
主要用途：

  • 静态资源服务（HTML/CSS/JS/ 图片等）
  • 反向代理与负载均衡（分发请求到后端服务器集群）
  • API 网关（处理动态请求转发）
  • 缓存服务（通过proxy_cache或fastcgi_cache加速动态内容）
  • 实时消息代理（支持 WebSocket 长连接）
2. Nginx 相比 Apache 的核心优势是什么？

答案：

对比维度NginxApache
架构单主进程 + 多 worker 进程（异步非阻塞）多进程 / 线程（同步阻塞，如 prefork/worker）
高并发性能支持数万并发连接，内存占用低并发能力较低，内存占用高
静态资源处理原生高效，无需插件需要mod_static等插件
动态请求处理需配合 FastCGI/Proxy 转发给后端可通过模块（如mod_php）直接处理
配置灵活性基于模块化设计，配置简洁模块化丰富但配置较复杂

解析：Nginx 的异步非阻塞模型（基于 epoll/kqueue）避免了多线程 / 进程的上下文切换开销，适合高并发、低延迟场景；Apache 则在需要复杂模块（如 PHP 解析）时更便捷。

3. 解释 Nginx 的 Master-Worker 进程模型及其作用

答案：

  • Master 进程：
    • 读取并验证配置文件（nginx.conf）
    • 管理 Worker 进程（启动 / 停止 / 重启 / 平滑升级）
    • 监听端口，将请求分发到 Worker 进程
  • Worker 进程：
    • 实际处理客户端请求，单进程支持数千并发连接
    • 通过worker_connections控制单个进程最大连接数
    • 多 Worker 进程间通过负载均衡（如轮询）处理请求

优势：Master 负责管理，Worker 专注处理请求，实现资源隔离与高效并发。

4. 什么是反向代理？反向代理与正向代理的区别？

答案：

  • 反向代理：位于服务器端，代理后端集群接收客户端请求，隐藏真实服务器地址。例如 Nginx 接收请求后转发到 Tomcat/Node.js 服务器。
  • 正向代理：位于客户端侧，代理客户端向目标服务器发送请求（如浏览器通过代理访问外网）。
    核心区别：
  • 反向代理代理的是服务器，客户端不知道真实后端；正向代理代理的是客户端，服务器不知道真实客户端 IP。
5. 简述 Nginx 处理 HTTP 请求的流程

答案：

  1. 客户端发送请求到 Nginx 监听端口（如 80/443）。
  2. Master 进程接收请求，分配给某个 Worker 进程。
  3. Worker 进程根据server块和location匹配规则处理请求：
    • 若为静态资源，直接读取文件返回（如root/alias指定路径）。
    • 若为动态请求，通过proxy_pass/fastcgi_pass转发到后端服务器。
  4. 后端服务器处理请求并返回结果，Nginx 将响应返回给客户端（可能经过缓存、压缩等处理）。

二、配置与优化

6. 如何配置 Nginx 监听多个端口？如何指定域名绑定？

答案：

server {listen 80;          # 监听80端口listen 443 ssl;     # 监听443端口并启用HTTPSserver_name example.com www.example.com;  # 绑定域名# 配置HTTPS证书ssl_certificate /path/to/cert.pem;ssl_certificate_key /path/to/key.pem;
}
7. 如何实现 URL 重写（Rewrite）？举例说明场景

答案：
使用rewrite指令结合正则表达式实现重写，场景如：

  • 强制 HTTPS： 
    server {listen 80;server_name example.com;rewrite ^(.*)$ https://$server_name$1 permanent;  # 301重定向
}
  • 路径跳转： 
    location /old-path/ {rewrite ^/old-path/(.*)$ /new-path/$1 break;  # 内部重写，不返回客户端
}

指令说明：permanent（301）、redirect（302）、break（内部跳转）。

8. 如何配置 Nginx 禁止特定 IP 访问？

答案：
使用ngx_http_access_module模块：

location / {deny 192.168.1.100;  # 禁止单个IPdeny 192.168.1.0/24; # 禁止IP段allow all;           # 允许其他IP
}
9. 如何优化 Nginx 的静态资源访问性能？

答案：

  • 开启sendfile高效传输： 
    http {sendfile on;  # 直接通过内核传输文件，减少用户态/内核态拷贝tcp_nopush on; # 合并TCP包，减少网络IO
}
  • 配置缓存头（Cache-Control/Expires）： 
    location ~* \.(js|css|png|jpg)$ {expires 7d;  # 浏览器缓存7天add_header Cache-Control "public";
}
  • 启用 Gzip 压缩： 
    gzip on;
gzip_types text/css application/javascript;
10. 如何限制客户端请求频率（限流）？

答案：
使用ngx_http_limit_req_module模块（漏桶算法）：

http {limit_req_zone $binary_remote_addr zone=one:10m rate=1r/s;  # 按IP限流，每秒1请求server {location / {limit_req zone=one burst=5 nodelay;  # 突发请求允许5个排队}}
}

Nginx 的惊群问题（Thundering Herd Problem）及解决方案

什么是惊群问题？

        当多个进程（如 Nginx 的 Worker 进程）同时监听同一个端口时，若有新的连接请求到达，所有等待该端口的进程会被同时唤醒，但最终只有一个进程能成功处理连接，其他进程会重新进入休眠状态。这种现象称为 惊群效应（Thundering Herd Problem）。
影响：频繁的进程上下文切换会消耗 CPU 资源，降低服务器性能，尤其在高并发场景下更为明显。

Nginx 惊群问题的触发场景

Nginx 使用 Master-Worker 多进程模型：

  • Master 进程：负责管理 Worker 进程，监听端口并分配连接。
  • Worker 进程：多个 Worker 进程共同监听 Master 进程打开的端口，等待处理客户端请求。
    在旧版本的 Nginx（或未优化配置时），当新连接到达时，所有 Worker 进程会被唤醒并竞争处理连接，导致惊群效应。
解决方案：利用 SO_REUSEPORT 套接字选项

现代操作系统（如 Linux 3.9+、FreeBSD 10+）支持 SO_REUSEPORT 选项，允许 多个套接字绑定到同一 IP 地址和端口，内核会自动将连接请求分发到不同的 Worker 进程，避免惊群问题。

配置步骤

  1. 在 Nginx 配置中启用 use_reuseport：

    worker_processes 4;  # 设置合理的 Worker 进程数（建议等于 CPU 核心数）
worker_rlimit_nofile 65535;  # 调整文件描述符限制events {worker_connections 1024;  # 每个 Worker 进程的最大连接数use epoll;  # 使用高效的事件驱动模型（Linux 推荐 epoll）multi_accept on;  # 一次尽可能多地接受新连接（可选优化）
}http {# 在 http 块或 server 块中添加：server {listen 80 reuseport;  # 关键配置：启用 SO_REUSEPORTserver_name example.com;# ... 其他配置}
}
    • listen 80 reuseport：告诉内核使用 SO_REUSEPORT 选项绑定端口，每个 Worker 进程独立监听自己的套接字。
    • worker_processes 需大于 1，否则无需处理惊群问题。

  2. 验证配置生效：
    重启 Nginx 后，通过 ss -ltnp | grep nginx 查看端口监听情况，应看到每个 Worker 进程独立监听端口：

    tcp    LISTEN     0      128       :::80                    :::*                   users:(("nginx",pid=1234,fd=6),("nginx",pid=1235,fd=6),("nginx",pid=1236,fd=6),("nginx",pid=1237,fd=6))

    每个 Worker 进程对应一个独立的监听套接字（fd=6 是示例文件描述符）。

其他优化：accept_mutex 锁（旧方案）

在不支持 SO_REUSEPORT 的系统中，Nginx 默认通过 accept_mutex 互斥锁 缓解惊群问题：

 
  • 多个 Worker 进程竞争一把锁，只有获得锁的进程才能处理新连接，减少同时唤醒的进程数。
  • 配置示例（默认开启，无需手动设置）： 
    events {accept_mutex on;  # 启用互斥锁（默认 on）accept_mutex_delay 50ms;  # 锁竞争失败后的等待时间（默认 50ms）
}
    缺点：锁竞争仍会带来一定性能损耗，不如 SO_REUSEPORT 高效。

三、负载均衡与代理

11. Nginx 支持哪些负载均衡算法？如何配置？

答案：

  • 轮询（默认）：依次分配请求到后端服务器。 
    upstream backend {server 192.168.1.1;server 192.168.1.2;
}
  • 权重轮询（weight）：按权重分配，适用于性能不均的服务器。 
    server 192.168.1.1 weight=3;  # 权重3（默认1）
  • IP 哈希（ip_hash）：相同 IP 固定访问同一服务器（解决 Session 问题）。 
    upstream backend {ip_hash;server 192.168.1.1;
}
  • 最少连接（least_conn）：分配给当前连接最少的服务器。 
    upstream backend {least_conn;server 192.168.1.1;
}
  • URL 哈希（需自定义模块，如ngx_http_upstream_hash_module）：按 URL 哈希值分配。
12. 如何实现后端服务器的健康检查？

答案：
使用ngx_http_proxy_module的proxy_next_upstream指令，配置失败重试：

upstream backend {server 192.168.1.1 max_fails=3 fail_timeout=30s;  # 3次失败则标记为不可用，30s后重试server 192.168.1.2;
}
location / {proxy_pass http://backend;proxy_next_upstream error timeout http_502 http_504;  # 失败时转发到下一台服务器
}

 

13. 反向代理时如何传递客户端真实 IP？

答案：
默认 Nginx 传递的X-Forwarded-For可能被多级代理修改，需配置：

location / {proxy_pass http://backend;proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;       # 传递真实客户端IPproxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;  # 保留代理链IP
}
14. 如何配置 Nginx 作为 WebSocket 代理？

答案：
需在proxy_pass中设置 WebSocket 协议头：

location /ws/ {proxy_pass http://websocket-server;proxy_http_version 1.1;proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;proxy_set_header Connection "upgrade";
}
15. 什么是动静分离？如何实现？

答案：
动静分离：将静态资源（如图片、JS）与动态请求（如 API）分离处理，静态资源由 Nginx 直接响应，动态请求转发给后端服务器。
实现方式：

server {location /static/ {root /var/www/app;  # 直接返回静态文件autoindex on;       # 开启目录浏览（可选）}location /api/ {proxy_pass http://backend-api;  # 转发动态请求}
}

四、高级特性与故障处理

16. 如何配置 Nginx 的 HTTP 缓存（Proxy Cache）？

答案：
使用ngx_http_proxy_cache_module模块：

http {proxy_cache_path /var/cache/nginx levels=1:2 keys_zone=my_cache:10m max_size=10g inactive=60m;proxy_cache_key $scheme$host$request_uri;  # 缓存键规则server {location / {proxy_pass http://backend;proxy_cache my_cache;          # 启用缓存proxy_cache_valid 200 302 1h;  # 200/302响应缓存1小时proxy_cache_valid 404 1m;      # 404响应缓存1分钟}}
}
17. 常见的 502 Bad Gateway 错误原因及解决方法？

答案：
原因：

  • 后端服务器宕机或未启动
  • 后端服务请求超时（Nginx 等待后端响应超时）
  • 负载均衡配置错误（如upstream服务器地址错误）
  • 后端服务连接数耗尽

解决方法：

  1. 检查后端服务状态（systemctl status tomcat等）。
  2. 调整 Nginx 超时参数： 
    proxy_connect_timeout 10s;    # 连接后端超时
proxy_read_timeout 30s;       # 读取后端响应超时
  3. 增加后端服务器节点或优化服务性能。
18. 如何查看 Nginx 的实时并发连接数？

答案：

  • 使用nginx -s status（需配置stub_status模块）： 
    location /status {stub_status on;access_log off;
}
    访问http://your-nginx/status查看： 
    Active connections: 123  
server accepts handled requests  10000 10000 20000  
Reading: 2 Writing: 50 Waiting: 71  # Waiting为空闲keep-alive连接
  • 命令行工具：netstat -ant | grep :80 | wc -l（统计 80 端口连接数）。
19. 如何实现 Nginx 配置的平滑重启？

答案：

  • 验证配置正确性：nginx -t
  • 平滑重启（不中断现有连接）： 
    nginx -s reload  # 重新加载配置
nginx -s reopen  # 重新打开日志文件
  • 原理：Master 进程生成新 Worker 进程，旧 Worker 处理完剩余请求后退出。
20. 如何禁止 Nginx 记录特定 URL 的访问日志？

答案：
在location中关闭日志记录：

location /static/ {root /var/www/static;access_log off;  # 关闭该路径的访问日志
}

五、扩展与实战

21. 如何为 Nginx 添加自定义模块？

答案：

  1. 下载 Nginx 源码并解压： 
    wget http://nginx.org/download/nginx-1.24.0.tar.gz
tar -zxvf nginx-1.24.0.tar.gz
  2. 编译时添加模块（以ngx_http_sub_module为例）： 
    cd nginx-1.24.0
./configure --add-module=/path/to/module
make && make install
  3. 重启 Nginx 使模块生效。
22. 如何配置 Nginx 支持 HTTP/2？

答案：

  1. 确保编译时启用ngx_http_v2_module（默认开启）。
  2. 配置 HTTPS 并启用 HTTP/2： 
    server {listen 443 ssl http2;  # 声明HTTP/2server_name example.com;ssl_certificate /path/to/cert.pem;ssl_certificate_key /path/to/key.pem;# 其他HTTPS优化配置（如TLS版本、加密算法）
}
23. 如何实现 Nginx 的请求体大小限制？

答案：
通过client_max_body_size指令限制（默认 1MB）：

http {client_max_body_size 10m;  # 允许最大请求体10MBserver {location /upload/ {client_max_body_size 50m;  # 针对特定路径单独配置}}
}
24. 解释 Nginx 中root与alias的区别

答案：

  • root：将请求路径拼接到配置路径后查找文件。
    例：root /var/www; location /static/ → 访问/static/test.js对应文件/var/www/static/test.js。
  • alias：直接替换请求路径为配置路径。
    例：alias /var/www/static/; location /static/ → 访问/static/test.js对应文件/var/www/static/test.js。
    关键区别：alias会覆盖location路径，root则拼接路径；alias后需加 /，root无需。
25. 如何配置 Nginx 的跨域资源共享（CORS）？

答案：
使用add_header添加 CORS 响应头：

location /api/ {proxy_pass http://backend;add_header Access-Control-Allow-Origin *;         # 允许所有来源add_header Access-Control-Allow-Methods "GET, POST, OPTIONS";add_header Access-Control-Allow-Headers "DNT,User-Agent,Content-Type";if ($request_method = 'OPTIONS') {return 204;  # 处理预检请求}
}

六、性能与安全

26. 如何优化 Nginx 的 SSL/TLS 性能？

答案：

  • 启用 TLS 1.3（比 1.2 更快）： 
    ssl_protocols TLSv1.3 TLSv1.2;
  • 选择高效加密算法： 
    ssl_ciphers ECDHE-ECDSA-AES256-GCM-SHA384:ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384;
ssl_prefer_server_ciphers on;
  • 开启会话缓存（减少握手次数）： 
    ssl_session_cache shared:SSL:10m;
ssl_session_timeout 10m;
27. 如何防范 Nginx 的 CC 攻击（分布式请求伪造）？

答案：

  • 限制同一 IP 的并发连接数（ngx_http_limit_conn_module）： 
    limit_conn_zone $binary_remote_addr zone=conn_limit:10m;
server {location / {limit_conn conn_limit 10;  # 单个IP最多10个连接limit_conn_status 429;     # 超出限制返回429}
}
  • 结合 WAF（如 ModSecurity）或云防护服务。
28. 解释 Nginx 中worker_rlimit_nofile的作用

答案：
该指令用于设置 Worker 进程的最大打开文件数，解决 “Too many open files” 错误。

worker_rlimit_nofile 65535;  # 单个Worker进程最多打开65535个文件描述符

场景：高并发场景下，需确保该值大于worker_connections（默认 1024）。

29. 如何实现 Nginx 的请求日志切割？

答案：

  • 手动切割： 
    mv /var/log/nginx/access.log /var/log/nginx/access.log.`date +%Y%m%d`
kill -USR1 `cat /var/run/nginx.pid`  # 通知Nginx重新生成日志文件
  • 自动切割（通过 cron 任务）： 
    0 0 * * * mv /var/log/nginx/access.log /var/log/nginx/access.log.$(date +\%Y\%m\%d) && /usr/sbin/nginx -s reopen
30. 简述 Nginx 在微服务架构中的应用场景

答案：

  • API 网关：统一入口，处理请求路由、限流、认证。
  • 静态资源服务器：独立部署，减轻后端压力。
  • 服务网格边缘代理：配合 Istio/Linkerd 处理南北向流量。
  • 灰度发布：通过权重轮询或流量镜像实现分批次发布。

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