Nginx+uWSGI+Supervisor配置

Nginx+uWSGI+Supervisor配置

目录

• 一、Nginx
• • 1、Nginx是什么
  • • Nginx的特点
    • Nginx的事件处理机制
    • Nginx的内部(进程)模型
    • Nginx是如何处理一个请求
  • 2、部署nginx
  • • 安装nginx
    • nginx *** 作
    • 测试nginx是否能用
    • 配置nginx
  • 3、问题与解决
  • • nginx域名
  • 二、uWSGI
  • • 1、介绍
    • • WSGI:
      • uwsgi：
      • uWSGI:
      • 访问过程
    • 2、部署uWSGI
    • • 安装uWSGI
      • 配置uWSGI
    • 3、问题与解决
    • • 无法启动问题
      • CPU使用率100%
  • 三、Supervisor
  • • 1、介绍
    • 2、部署
    • • 安装Supervisor
      • 配置Supervisor
      • 常用命令
      • 重启supervisor
  • 四、Python虚拟环境
  • • 1、安装
    • 2、创建一个文件夹，用来保存虚拟环境目录
    • 3、配置环境变量
    • 4、具体 *** 作命令

一、Nginx 1、Nginx是什么

Nginx就是反向代理服务器。

Nginx的特点

（1）跨平台：Nginx 可以在大多数 Unix like OS编译运行，而且也有Windows的移植版本。
（2）配置异常简单，非常容易上手。配置风格跟程序开发一样，神一般的配置
（3）非阻塞、高并发连接：数据复制时，磁盘I/O的第一阶段是非阻塞的。官方测试能够支撑5万并发连接，在实际生产环境中跑到2～3万并发连接数.(这得益于Nginx使用了最新的epoll模型)
（4）事件驱动：通信机制采用epoll模型，支持更大的并发连接。
（5）master/worker结构：一个master进程，生成一个或多个worker进程
（6）内存消耗小：处理大并发的请求内存消耗非常小。在3万并发连接下，开启的10个Nginx 进程才消耗150M内存（15M*10=150M）
（7）成本低廉：Nginx为开源软件，可以免费使用。而购买F5 BIG-IP、NetScaler等硬件负载均衡交换机则需要十多万至几十万人民币
（8）内置的健康检查功能：如果 Nginx Proxy 后端的某台 Web 服务器宕机了，不会影响前端访问。
（9）节省带宽：支持 GZIP 压缩，可以添加浏览器本地缓存的 Header 头。
（10）稳定性高：用于反向代理，宕机的概率微乎其微

Nginx的事件处理机制

对于一个基本的web服务器来说，事件通常有三种类型，网络事件、信号、定时器。
首先看一个请求的基本过程：建立连接—接收数据—发送数据 。
再次看系统底层的 *** 作 ：上述过程（建立连接—接收数据—发送数据）在系统底层就是读写事件。

1）如果采用阻塞调用的方式，当读写事件没有准备好时，必然不能够进行读写事件，那么久只好等待，等事件准备好了，才能进行读写事件。那么请求就会被耽搁 。阻塞调用会进入内核等待，cpu就会让出去给别人用了，对单线程的worker来说，显然不合适，当网络事 件越多时，大家都在等待呢，cpu空闲下来没人用，cpu利用率自然上不去了，更别谈高并发了 。

2）既然没有准备好阻塞调用不行，那么采用非阻塞方式。非阻塞就是，事件，马上返回EAGAIN，告诉你，事件还没准备好呢，你慌什么，过会再来吧。好吧，你过一会，再来检查一下事件，直到事件准备好了为止，在这期间，你就可以先去做其它事情，然后再来看看事 件好了没。虽然不阻塞了，但你得不时地过来检查一下事件的状态，你可以做更多的事情了，但带来的开销也是不小的

小结：非阻塞通过不断检查事件的状态来判断是否进行读写 *** 作，这样带来的开销很大。

3）因此才有了异步非阻塞的事件处理机制。具体到系统调用就是像select/poll/epoll/kqueue这样的系统调用。他们提供了一种机制，让你可以同时监控多个事件，调用他们是阻塞的，但可以设置超时时间，在超时时间之内，如果有事件准备好了，就返回。这种机制解决了我们上面两个问题。

以epoll为例：当事件没有准备好时，就放入epoll(队列)里面。如果有事件准备好了，那么就去处理；如果事件返回的是EAGAIN，那么继续将其放入epoll里面。从而，只要有事件准备好了，我们就去处理她，只有当所有时间都没有准备好时，才在epoll里面等着。这样 ，我们就可以并发处理大量的并发了，当然，这里的并发请求，是指未处理完的请求，线程只有一个，所以同时能处理的请求当然只有一个了，只是在请求间进行不断地切换而已，切换也是因为异步事件未准备好，而主动让出的。这里的切换是没有任何代价，你可以理 解为循环处理多个准备好的事件，事实上就是这样的。

4）与多线程的比较：
与多线程相比，这种事件处理方式是有很大的优势的，不需要创建线程，每个请求占用的内存也很少，没有上下文切换，事件处理非常的轻量级。并发数再多也不会导致无谓的资源浪费（上下文切换）。

小结：通过异步非阻塞的事件处理机制，Nginx实现由进程循环处理多个准备好的事件，从而实现高并发和轻量级。

Nginx的不为人知的特点
（1）nginx代理和后端web服务器间无需长连接；
（2）接收用户请求是异步的，即先将用户请求全部接收下来，再一次性发送后后端web服务器，极大的减轻后端web服务器的压力
（3）发送响应报文时，是边接收来自后端web服务器的数据，边发送给客户端的
（4）网络依赖型低。NGINX对网络的依赖程度非常低，理论上讲，只要能够ping通就可以实施负载均衡，而且可以有效区分内网和外网流量
（5）支持服务器检测。NGINX能够根据应用服务器处理页面返回的状态码、超时信息等检测服务器是否出现故障，并及时返回错误的请求重新提交到其它节点上

Nginx的内部(进程)模型

nginx是以多进程的方式来工作的，当然nginx也是支持多线程的方式的,只是我们主流的方式还是多进程的方式，也是nginx的默认方式。nginx采用多进程的方式有诸多好处 .

(1) nginx在启动后，会有一个master进程和多个worker进程。master进程主要用来管理worker进程，包含：接收来自外界的信号，向各worker进程发送信号，监控 worker进程的运行状态,当worker进程退出后(异常情况下)，会自动重新启动新的worker进程。而基本的网 络事件，则是放在worker进程中来处理了 。多个worker进程之间是对等的，他们同等竞争来自客户端的请求，各进程互相之间是独立的 。一个请求，只可能在一个worker进程中处理，一个worker进程，不可能处理其它进程的请求。 worker进程的个数是可以设置的，一般我们会设置与机器cpu核数一致，这里面的原因与nginx的进程模型以及事件处理模型是分不开的 。

(2)Master接收到信号以后怎样进行处理（./nginx -s reload ）?首先master进程在接到信号后，会先重新加载配置文件，然后再启动新的进程，并向所有老的进程发送信号，告诉他们可以光荣退休了。新的进程在启动后，就开始接收新的请求，而老的进程在收到来自 master的信号后，就不再接收新的请求，并且在当前进程中的所有未处理完的请求处理完成后，再退出 .

(3) worker进程又是如何处理请求的呢？我们前面有提到，worker进程之间是平等的，每个进程，处理请求的机会也是一样的。当我们提供80端口的http服务时，一个连接请求过来，每个进程都有可能处理这个连接，怎么做到的呢？首先，每个worker进程都是从master 进程fork(分配)过来，在master进程里面，先建立好需要listen的socket之后，然后再fork出多个worker进程，这样每个worker进程都可以去accept这个socket(当然不是同一个socket，只是每个进程的这个socket会监控在同一个ip地址与端口，这个在网络协议里面是允许的)。一般来说，当一个连接进来后，所有在accept在这个socket上面的进程，都会收到通知，而只有一个进程可以accept这个连接，其它的则accept失败，这是所谓的惊群现象。当然，nginx也不会视而不见，所以nginx提供了一个accept_mutex这个东西，从名字上，我们可以看这是一个加在accept上的一把共享锁。有了这把锁之后，同一时刻，就只会有一个进程在accpet连接，这样就不会有惊群问题了。accept_mutex是一个可控选项，我们可以显示地关掉，默认是打开的。当一个worker进程在accept这个连接之后，就开始读取请求，解析请求，处理请求，产生数据后，再返回给客户端，最后才断开连接，这样一个完整的请求就是这样的了。我们可以看到，一个请求，完全由worker进程来处理，而且只在一个worker进程中处理。

(4)nginx采用这种进程模型有什么好处呢？采用独立的进程，可以让互相之间不会影响，一个进程退出后，其它进程还在工作，服务不会中断，master进程则很快重新启动新的worker进程。当然，worker进程的异常退出，肯定是程序有bug了，异常退出，会导致当前worker上的所有请求失败，不过不会影响到所有请求，所以降低了风险。当然，好处还有很多，大家可以慢慢体会。

(5)有人可能要问了，nginx采用多worker的方式来处理请求，每个worker里面只有一个主线程，那能够处理的并发数很有限啊，多少个worker就能处理多少个并发，何来高并发呢？非也，这就是nginx的高明之处，nginx采用了异步非阻塞的方式来处理请求，也就是说，nginx是可以同时处理成千上万个请求的 .对于IIS服务器每个请求会独占一个工作线程，当并发数上到几千时，就同时有几千的线程在处理请求了。这对 *** 作系统来说，是个不小的挑战，线程带来的内存占用非常大，线程的上下文切换带来的cpu开销很大，自然性能就上不去了，而这些开销完全是没有意义的。我们之前说过，推荐设置worker的个数为cpu的核数，在这里就很容易理解了，更多的worker数，只会导致进程来竞争cpu资源了，从而带来不必要的上下文切换。而且，nginx为了更好的利用多核特性，提供了cpu亲缘性的绑定选项，我们可以将某一个进程绑定在某一个核上，这样就不会因为进程的切换带来cache的失效

Nginx是如何处理一个请求

首先，nginx在启动时，会解析配置文件，得到需要监听的端口与ip地址，然后在nginx的master进程里面，先初始化好这个监控的socket(创建socket，设置addrreuse等选项，绑定到指定的ip地址端口，再listen)，然后再fork(一个现有进程可以调用fork函数创建一个 新进程。由fork创建的新进程被称为子进程 )出多个子进程出来，然后子进程会竞争accept新的连接。此时，客户端就可以向nginx发起连接了。当客户端与nginx进行三次握手，与nginx建立好一个连接后，此时，某一个子进程会accept成功，得到这个建立好的连接的 socket，然后创建nginx对连接的封装，即ngx_connection_t结构体。接着，设置读写事件处理函数并添加读写事件来与客户端进行数据的交换。最后，nginx或客户端来主动关掉连接，到此，一个连接就寿终正寝了。

当然，nginx也是可以作为客户端来请求其它server的数据的（如upstream模块），此时，与其它server创建的连接，也封装在ngx_connection_t中。作为客户端，nginx先获取一个ngx_connection_t结构体，然后创建socket，并设置socket的属性（ 比如非阻塞）。然后再通过添加读写事件，调用connect/read/write来调用连接，最后关掉连接，并释放ngx_connection_t。

nginx在实现时，是通过一个连接池来管理的，每个worker进程都有一个独立的连接池，连接池的大小是worker_connections。这里的连接池里面保存的其实不是真实的连接，它只是一个worker_connections大小的一个ngx_connection_t结构的数组。并且，nginx会通过一个链表free_connections来保存所有的空闲ngx_connection_t，每次获取一个连接时，就从空闲连接链表中获取一个，用完后，再放回空闲连接链表里面。

在这里，很多人会误解worker_connections这个参数的意思，认为这个值就是nginx所能建立连接的最大值。其实不然，这个值是表示每个worker进程所能建立连接的最大值，所以，一个nginx能建立的最大连接数，应该是worker_connections * worker_processes。当然 ，这里说的是最大连接数，对于HTTP请求本地资源来说，能够支持的最大并发数量是worker_connections * worker_processes，而如果是HTTP作为反向代理来说，最大并发数量应该是worker_connections * worker_processes/2。因为作为反向代理服务器，每个并发会建立与客户端的连接和与后端服务的连接，会占用两个连接。

2、部署nginx 安装nginx

sudo apt-get install nginx 
#或者
sudo yum install epel-release
sudo yum install python-devel nginx

nginx *** 作

service nginx start        //启动nginx服务
service nginx stop        //关闭nginx服务
service nginx restart     //重启nginx服务
service nginx status     //查看nginx服务状态

测试nginx是否能用

在浏览器输入服务器的IP地址，出现nginx欢迎界面，说明启动成功

配置nginx

默认配置文件是/etc/nginx里的nginx.conf，不用管在/etc/nginx/conf.d下添加一个新的配置文件

cd /etc/nginx/conf.d    //进入nginx默认目录

创建项目的config配置文件

server {
    listen 80; # 我要监听那个端口
    server_name www.cnblogs.com/zzqit; # 你访问的路径前面的url名称ip地址也可以
    pid        /var/run/nginx.pid;    #进程文件
    error_log  /var/log/nginx/error.log; #错误日志定义等级，[ debug | info | notice | warn | error | crit ]
    access_log /var/log/nginx/access.log main; # Nginx日志配置
    charset utf-8; # Nginx编码
    gzip_types text/plain application/x-javascript text/css text/javascript application/x-httpd-php application/json text/json image/jpeg image/gif image/png application/octet-stream; # 支持压缩的类型

    # 指定项目路径uwsgi
    location / { # 这个location就和咱们Django的url(r'^admin/', admin.site.urls),
        include uwsgi_params; # 导入一个Nginx模块他是用来和uWSGI进行通讯的
        uwsgi_connect_timeout 30; # 设置连接uWSGI超时时间
        uwsgi_pass unix:///var/www/script/uwsgi.sock; # 指定uwsgi的sock文件所有动态请求就会直接丢给他
    }

    # 指定静态文件路径
    location /static/ {
        alias /var/www/orange_web/static/;
    }
}

查看nginx配置路径

whereis nginx

测试配置文件是否正确

sudo service nginx configtest

3、问题与解决 nginx域名

在配置文件中的server_name添加了后面两个server_name ip地址 domain.com www.domain.com;
重启nginx就可以用了

二、uWSGI 1、介绍 WSGI:

全称是web server gateway interface(web 服务期网关接口)，它是一种描述web服务器如何与应用程序（django、flask）通信的规范。

在WSGI中定义了两个角色，web服务器端称为server或gateway，应用程序端称为application或framework。

server端会先收到用户的请求，然后根据规范要求调用application端，调用的结果会被封装成HTTP响应后再发送给客户端。

应用程序端（application/framework）的实现一般由python的各种框架完成，例如：django，flask等，框架会提供接口让开发者获取HTTP请求的内容和发送HTTP响应。

Web服务器端（server/gateway）的实现相对复杂一点，主要是因为软件架构。常用的web服务器有：Apache和nginx，但是都没有内置WSGI。而是通过扩展来实现，比如：

Apache服务器，会通过扩展模块mod_wsgi来支持WSGI。Apache和mod_wsgi之间通过程序内部接口传递信息，mod_wsgi会实现WSGI的server端、进程管理以及对application的调用。

Nginx上一般是用proxy的方式，用nginx的协议将请求封装好，发送给应用服务器，比如uWSGI，应用服务器会实现WSGI的服务端、进程管理以及对application的调用。

uwsgi：

与WSGI一样是uWSGI通信的一种协议，用于定义传输信息类型（type of information）。每一个uwsgi packet前4byte为传输信息类型的描述，与WSGI协议是两种东西，据说是fcgi协议的10倍快。

uWSGI:

是一个全功能的http服务器，实现了WSGI规范、uwsgi协议、http协议等。它要做的就是把http协议转化为语言支持的网络协议。比如把http协议转化成WSGI规范，让python可以直接使用。

访问过程

2、部署uWSGI 安装uWSGI

pip3 install uwsgi
ln -s /usr/local/python3/bin/uwsgi /usr/local/bin/uwsgi  #建立软链接

uwsgi --version  #检查安装成功

配置uWSGI

文件放在/etc下

[uwsgi]
#使用nginx连接时使用
#socket=127.0.0.1:8080
#直接做web服务器使用
http=127.0.0.1:8080
#项目目录
chdir=/home/shuan/dailiyfresh
#项目中wsgi.py文件的目录，相对于项目目录
wsgi-file=dailiyfresh/wsgi.py
# 指定启动的工作进程数
processes=4
# 指定工作进程中的线程数
threads=2
master=True
# 保存启动之后主进程的pid
pidfile=uwsgi.pid
# 设置uwsgi后台运行，用uwsgi.log保存日志信息
daemonize=uwsgi.log
# 设置虚拟环境的路径
virtualenv=/home/shuan/.virtualenvs/bj18_py3

配置完成后，可用uwsgi --ini name.ini，运行根据输出检查是否有报错，尽量少配先运行起来。

3、问题与解决 无法启动问题

no python application found, check your startup logs for errors
解决：
需要把wsgi-file这变量修改成项目名/wsgi.py，也就是wsgi.py所以的路劲

CPU使用率100%

在Linux里面看下进程

ps aux | less

发现占用cpu的是一堆uwsgi进程，uwsgi配置文件里processes填的是8
按道理最多只有8个uwsgi进程，但是这有十几个，每个占用率有百分之十几

网上说法

python+supervisor+uwsgi跑web程序时出现uwsgi defunct进程的cpu达到100%问题
这个问题的原因是supervisor中进程退出，而重启进程时的处理有问题
详细情况可以看 https://github.com/unbit/uwsgi/issues/296
问题解决的办法是在uwsgi的配置文件中添加die-on-term = true参数
或者在命令行参数中添加--die-on-term参数

我暂时加了这个参数，不确定有没有用
杀掉之前已经存在的uwsgi进程，一下子cpu占用率就下去了
killall -9 uwsgi

三、Supervisor 1、介绍

是用Python开发的一个client/server服务，是Linux/Unix系统下的一个进程管理工具，不支持Windows系统。它可以很方便的监听、启动、停止、重启一个或多个进程。用Supervisor管理的进程，当一个进程意外被杀死，supervisort监听到进程死后，会自动将它重新拉起，很方便的做到进程自动恢复的功能，不再需要自己写shell脚本来控制。

2、部署 安装Supervisor

sudo pip install supervisor

配置Supervisor

在当前项目下创建一个名为supervisor.conf的配置文件 /etc/supervisord/

  # supervisor的程序名字
  [program:webnote]
  # supervisor执行的命令，注意这里的配置文件名称要与之前创建的一致
  command=uwsgi --ini uwsgi.ini
  # 项目的目录
  directory = /home/xe/Desktop/webnote 
  # 开始的时等待多少秒
  startsecs=0
  # 停止的时等待多少秒
  stopwaitsecs=0  
  # 自动开始
  autostart=true
  # 程序中断后自动重启
  autorestart=true
  # 配置日志文件
  stdout_logfile=/home/xe/Desktop/webnote/supervisord.log
  stderr_logfile=/home/xe/Desktop/webnote/supervisord.err
  # 设置日志的级别
  [supervisord]
  loglevel=info
 # 配置supervisor服务器
  [inet_http_server]
  port = :9001
  # 用户名和密码
  username = admin
  password = 123
  # 配置supervisorctl，使用supervisorctl的ip和端口
  [supervisorctl]
  serverurl = http://127.0.0.1:9001
  # 配置supervisorctl的用户名和密码
  username = admin
  password = 123    
  [rpcinterface:supervisor]supervisor.rpcinterface_factory =supervisor.rpcinterface:make_main_rpcinterface

使用supervisor运行uwsgi

supervisord -c bbs_supervisor.conf

使用supervisorctl管理supervisord

supervisorctl -c bbs_supervisor.conf

常用命令

> status    # 查看状态
> start program_name    # 启动程序
> restart program_name    # 重新启动程序
> stop program_name    # 停止程序
> reload    # 重新加载配置文件
> quit    # 退出当前的客户端

重启supervisor

**systemctl restart supervisord **重启Supervisor

四、Python虚拟环境 1、安装

pip install virtualenvwrapper
pip install virtualenvwrapper-win　　#Windows使用该命令

2、创建一个文件夹，用来保存虚拟环境目录

cd /workspace/
mkdir python_env

#mac下要给python_env设置权限：
sudo chmod 777 python_env

3、配置环境变量

vim ~/.bash_profile

#添加以下内容，要将具体路径改成自己的路径
export WORKON_HOME=/workspace/python_env
export VIRTUALENVWRAPPER_PYTHON=/usr/local/bin/python3
source /Library/frameworks/Python.framework/Versions/3.6/bin/virtualenvwrapper.sh
PATH="/Library/frameworks/Python.framework/Versions/3.6/bin:${PATH}"
export PATH

4、具体 *** 作命令

* 列出所有虚拟环境 workon
* 创建基本环境 mkvirtualenv [环境名]　（有可能没有生效，用下面的在试试）

或者进入/workspace/python_env目录下，使用mkvirtualenv --python==/usr/local/soft/Python-3.6.4/python.exe django_env创建虚拟环境

* 激活环境 workon [环境名]
* 退出环境 deactivate [环境名]
* 删除环境 rmvirtualenv [环境名]*