1 Nginx跨域配置

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$http_origin，*表示所有add_header 'Access-Control-Allow-Origin' *;# 允许携带cookie请求add_header 'Access-Control-Allow-Credentials' 'true';# 允许跨域请求的方法：GET,POST,OPTIONS,PUTadd_header 'Access-Control-Allow-Methods' 'GET,POST,OPTIONS,PUT';# 允许请求时携带的头部信息，*表示所有add_header 'Access-Control-Allow-Headers' *;# 允许发送按段获取资源的请求add_header 'Access-Control-Expose-Headers' 'Content-Length,Content-Range';# 一定要有！！！否则Post请求无法进行跨域！# 在发送Post跨域请求前，会以Options方式发送预检请求，服务器接受时才会正式请求if ($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;}
}
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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
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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<img src="X站/xxx.jpg" />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403return   403;}root   /soft/nginx/static_resources;expires 7d;
}
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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;
}
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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@localhostsmtp_server localhostsmtp_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 1authentication {auth_type PASSauth_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@localhostsmtp_server localhostsmtp_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 1authentication {auth_type PASSauth_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.servicefi
fi
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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
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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/
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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keepalived
systemctl stop keepalived.service # 停止keepalived
tail -f /var/log/messages # 查看keepalived运行时日志
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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
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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
}
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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;
}
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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
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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;
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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;
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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2-3W
worker_rlimit_nofile 20000;
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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;
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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。