第二章 Nginx+Lua开发入门
Lua / houtizong 发布于 3年前 323
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
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
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.varngx.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/>") endendngx.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/>") endendngx.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/>") endendngx.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_size和client_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tablengx.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urilocal 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/>");--MD5ngx.say("ngx.md5 : ", ngx.md5("123"), "<br/>")--http timengx.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_datashared_data:set("count", 1)
3、test.lua
count = count + 1ngx.say("global variable : ", count)local shared_data = ngx.shared.shared_datangx.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 = 0local delayInSeconds = 3local heartbeatCheck = nilheartbeatCheck = 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) endendheartbeatCheck()
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 0local j = uri_args["j"] or 0return 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
即
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。
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