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nginx动态代理方案
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2022-11-23
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请注意，本文编写于 517 天前，最后修改于 517 天前，其中某些信息可能已经过时。

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0、需求：动态调整转发策略
1、服务器上下文
2、技术头脑风暴
3、程序员的脑袋里装的什么呢？ 简单
4、开始实现：
5、整个方案整理：

nginx动态代理方案

nginx动态代理方案

0、需求：动态调整转发策略

数据库存放着大量的用户数据，需要制定一个策略，负载均衡服务器可以根据用户信息，动态转发请求。

比如A用户(001)的请求转发到A服务器(192.168.1.101)，B用户(002)的请求转发到B服务器(192.168.1.102)，C用户(003)的请求转发到A服务器(192.168.1.103)，等等。

1、服务器上下文

前端nginx服务器 + N台后端应用服务器。准备用单台服务器模拟。

前端：192.168.1.101:80

后端：192.168.1.101:81

2、技术头脑风暴

程序员们脑袋里开始有好几个方案了，有的是直觉，有的是经验，如下：

a、写nginx模块，模块里实现读数据库或nosql，根据数据值做转发。

b、找现成的模块，看能不能直接改根据或脚本就可以解决。据说ngx_lua很强大，可以考虑。

c、服务器必须保证不能有任何阻塞，模块实现时得用nginx的subrequest机制。

d、blalala...

3、程序员的脑袋里装的什么呢？ 简单

任务1：web程序员A，写个http api接口，返回具体的服务器信息（ip+port）。

任务2：系统工程师B，做个nginx配置，根据A的api让nginx根据返回信息实现动态转发。

4、开始实现：

任务1：分分钟搞定，写个php脚本呗。

任务2：继续拆解

         任务2.1：实现最简单转发

             server {
    listen  80;

    location / {
        proxy_pass  192.168.1.101:81;
    }
}


server {
    listen  81;

    location / {
        root  html;
    }
}

任务2.2：实现动态转发 看下源码proxy_pass能不能使用变量

static char *
ngx_http_proxy_pass(ngx_conf_t *cf, ngx_command_t *cmd, void *conf)
{
    ...

    value = cf->args->elts;

    url = &value[1];

    n = ngx_http_script_variables_count(url);  // 找到这里了，可以使用变量

    if (n) {
        ngx_memzero(&sc, sizeof(ngx_http_script_compile_t));

        sc.cf = cf;
        sc.source = url;  
        ...
     }
     ...
}

改下配置，测试ok，继续往下走

server {
    listen  80;

    location / {
        set  $url 192.168.1.101:81;
        proxy_pass  $url;
    }
}

任务2.3：根据api设置变量$url的值

好像没有现成的模块，脑袋里过滤了一遍，有的话必须是跟subrequest有关的模块，想起了 auth_request 模块，它可以配置一个http请求，根据http请求的返回结果决定给客户端是否正常访问，去看下源码先。

static ngx_int_t
ngx_http_auth_request_handler(ngx_http_request_t *r)
{ 
    ...
    if (ctx != NULL) {
        ...
        if (ngx_http_auth_request_set_variables(r, arcf, ctx) != NGX_OK) {  // 看函数名感觉这里有干货
            return NGX_ERROR;
        }

        /* return appropriate status */

        if (ctx->status == NGX_HTTP_FORBIDDEN) { // 403
            return ctx->status;
        }
        
        // 200 and ...
        if (ctx->status >= NGX_HTTP_OK
            && ctx->status < NGX_HTTP_SPECIAL_RESPONSE)
        {
            return NGX_OK;
        }

        ngx_log_error(NGX_LOG_ERR, r->connection->log, 0,
                      "auth request unexpected status: %d", ctx->status);

        return NGX_HTTP_INTERNAL_SERVER_ERROR;
    }  ...

    return NGX_AGAIN;
}

从源码我们掌握两个信息：1、api返回状态码要为200 2、ngx_http_auth_request_set_variables 可能有我们要的信息，继续查看：

  static ngx_int_t
ngx_http_auth_request_set_variables(ngx_http_request_t *r,
    ngx_http_auth_request_conf_t *arcf, ngx_http_auth_request_ctx_t *ctx)
{
    ...
    cmcf = ngx_http_get_module_main_conf(r, ngx_http_core_module);
    v = cmcf->variables.elts;

    av = arcf->vars->elts;
    last = av + arcf->vars->nelts;

    // 遍历 arcf->vars 这个东东
    while (av < last) {  
        /*
         * explicitly set new value to make sure it will be available after
         * internal redirects
         */

        vv = &r->variables[av->index];

        if (ngx_http_complex_value(ctx->subrequest, &av->value, &val)
            != NGX_OK)
        {
            return NGX_ERROR;
        }

        vv->valid = 1;
        vv->not_found = 0;
        vv->data = val.data;
        vv->len = val.len;

        if (av->set_handler) {
            /*
             * set_handler only available in cmcf->variables_keys, so we store
             * it explicitly
             */

            av->set_handler(r, vv, v[av->index].data);  // 设置变量
        }

        av++;
    }

    return NGX_OK;
}

代码逻辑很简单，遍历这个模块的配置的某个成员，肯定是跟变量有关的了，找配置信息了

static ngx_command_t  ngx_http_auth_request_commands[] = {

    { ngx_string("auth_request"),
      NGX_HTTP_MAIN_CONF|NGX_HTTP_SRV_CONF|NGX_HTTP_LOC_CONF|NGX_CONF_TAKE1,
      ngx_http_auth_request,
      NGX_HTTP_LOC_CONF_OFFSET,
      0,
      NULL },

    { ngx_string("auth_request_set"), // 名称很像设置变量，就是它了
      NGX_HTTP_MAIN_CONF|NGX_HTTP_SRV_CONF|NGX_HTTP_LOC_CONF|NGX_CONF_TAKE2,
      ngx_http_auth_request_set, // 看一下这函数实现，印证了猜测是正确的
      NGX_HTTP_LOC_CONF_OFFSET,
      0,
      NULL },

      ngx_null_command
};

整理一下，就是当接收到api的返回信息后，模块处理了设置变量。so配置为如下，测试ok，继续

 server  {
    listen  80;

    location / {
        auth_request  /api.php; #用php模拟
        auth_request_set  $url 192.168.1.101:81; #保持简单，先用正确值模拟
        proxy_pass  $url;
    }

    location ~ \.php$ { # 为了处理上面的 /api.php 
        root           html;
        fastcgi_pass   127.0.0.1:9000;
        fastcgi_index  index.php;
        fastcgi_param  SCRIPT_FILENAME  $document_root/$fastcgi_script_name;
        include        fastcgi_params;
    }
}

任务2.4：让$url的值从api返回信息里获取 (请不要在2.3里一步搞定整个模拟，保持每步正确和简单，是不是很像代码重构的原则)

我们要解决这个：auth_request_set $url 192.168.1.101:81;

nginx有什么变量可以让我们获取请求的返回信息呢，头部信息也可以（其实这里心里已经判断肯定只能从头部信息里获取，以对nginx的代码熟悉了解程度）。去看下获取变量值的函数吧。

 ngx_http_variable_value_t *
ngx_http_get_variable(ngx_http_request_t *r, ngx_str_t *name, ngx_uint_t key)
{
    ...
    v = ngx_hash_find(&cmcf->variables_hash, key, name->data, name->len);

    if (v) {
        if (v->flags & NGX_HTTP_VAR_INDEXED) {
            return ngx_http_get_flushed_variable(r, v->index);

        } else {

            vv = ngx_palloc(r->pool, sizeof(ngx_http_variable_value_t));

            if (vv && v->get_handler(r, vv, v->data) == NGX_OK) {
                return vv;
            }

            return NULL;
        }
    }

    vv = ngx_palloc(r->pool, sizeof(ngx_http_variable_value_t));
    if (vv == NULL) {
        return NULL;
    }

    // 我清楚nginx可以通过 http_xxx 获取请求的头部信息 xxx: ...
    if (ngx_strncmp(name->data, "http_", 5) == 0) {

        if (ngx_http_variable_unknown_header_in(r, vv, (uintptr_t) name)
            == NGX_OK)
        {
            return vv;
        }

        return NULL;
    }

    // 这个没看过，不知道哪个版本加上的，感觉很意外，看名字应该就是我要找的
    if (ngx_strncmp(name->data, "sent_http_", 10) == 0) {
        // 这个函数怎么实现的，看了下类似上面的，上面用于获取header_in即请求，
           它用于获取header_out，就是我们要的响应信息
        if (ngx_http_variable_unknown_header_out(r, vv, (uintptr_t) name)
            == NGX_OK) 
        {
            return vv;
        }

        return NULL;
    }

    ...

    vv->not_found = 1;

    return vv;
}

到这里心里已经很有数了，写php代码，并且直接访问测试正常 api.php

<?php

$url = "192.168.1.101:81";
header("url: $url");

改nginx配置：

  server {
    listen  80;

    location / {
        auth_request  /api.php; #用php模拟
        auth_request_set  $url $sent_http_url; #保持简单，先用正确值模拟
        proxy_pass  $url;
    }

    location ~ \.php$ { # 为了处理上面的 /api.php 
        root           html;
        fastcgi_pass   127.0.0.1:9000;
        fastcgi_index  index.php;
        fastcgi_param  SCRIPT_FILENAME  $document_root/$fastcgi_script_name;
        include        fastcgi_params;
    }
}

搞定，心情特好 ，预期半个小时验证方案，提前5分钟完成。

5、整个方案整理：

a、> ./configure --with-http_auth_request_module && make && ./objs/nginx

b、nginx.conf

server {
    listen  80;

    location / {
        auth_request  /api.php; #用php模拟
        auth_request_set  $url $sent_http_url; #保持简单，先用正确值模拟
        proxy_pass  $url;
    }

    location ~ \.php$ { # 为了处理上面的 /api.php 
        root           html;
        fastcgi_pass   127.0.0.1:9000;
        fastcgi_index  index.php;
        fastcgi_param  SCRIPT_FILENAME  $document_root/$fastcgi_script_name;
        include        fastcgi_params;
    }
} 


server {
    listen  81;

    location / {
        root  html;
    }
}

c、api.php

 <?php

$url = "192.168.1.101:81";
header("url: $url");

本文作者:SnailBoy

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