Nginx 的過濾模塊是幹啥用的？

上一篇文章我寫了 Nginx 的 11 個階段，很多人都說太長了。這是出於文章完整性的考慮的，11 個階段嘛，一次性說完就完事了。今天這篇文章比較短，看完沒問題。

過濾模塊的位置

之前我們介紹了 Nginx 的 11 個階段，在 content 階段時，Nginx 會生成返回給用戶的響應內容，對用戶的響應內容，實際上還需要做再加工處理，Nginx 的過濾模塊就是對響應內容進行再加工處理的。所以實際上過濾模塊位於 content 階段之後，log 階段之前。

我們先來看一段配置指令：

limit_req zone=req_one
burst=120;
limit_conn c_zone 1;

satisfy any;
allow 192.168.1.0/32;
auth_basic_user_file access.pass;

gzip on;
image_filter resize 80 80;

那麼在這一段配置指令之下，會遵循怎樣的請求流程呢？請看一下下麵這張圖：

上面這張圖的流程大致說一下，如果對於 Nginx 的 11 個階段不瞭解的去翻一下之前的文章。

我這裡再簡單說一下。首先由 Nginx 框架接收 HTTP 請求，經過 preaccess、access、content 階段的處理，當經過 static 模塊之後生成響應的時候，很多時候需要對響應進行處理，然後才會返回給客戶端。

這裡我們假如響應是一張圖片的話，那麼需要做縮略圖的時候，首先就要經過 image_filter 模塊的處理。這裡面還有一個 gzip 模塊，這兩個模塊也是需要遵循嚴格的順序的。因為如果先做 gzip 壓縮的話，縮略圖後面就沒辦法做了。

第二個需要關註的地方是，首先對 header 進行過濾，再對 body 進行過濾。因為我們在對用戶發送響應的時候，一定是先發送 header，然後再發送 body，所以所有的過濾模塊都會提供對 header 或 body 的過濾，當然 image_filter 和 gzip 模塊對這兩者都可以過濾。

返迴響應

前面我們說過，Nginx 的 11 個階段是有嚴格的順序的，而這個順序是在 Nginx 的代碼中以一個數組的形式存在的，這個數組的順序是從後往前。在給用戶返迴響應的時候，過濾模塊也是有嚴格順序的，這個順序同樣是從後往前。來看一下在代碼中的定義，標紅的是我下麵會提到的幾個過濾模塊。

我們需要重點關註四個過濾模塊，它們分別的作用是啥呢？

• copy_filter：複製包體內容

  當我們使用 sendfile 指令的時候，也就是零拷貝技術，不經過用戶態記憶體，這裡就是不經過 Nginx 直接發給用戶，同時也用了 gzip 模塊的時候，gzip 是必須在 copy_filter 模塊之後的，因為 gzip 必須對記憶體中的數據做壓縮，這時 copy_filter 就會讓 sendfile 指令失效。有些模塊不需要對記憶體中的數據進行處理，就需要在 copy_filter 模塊之前進行處理。

• postpone_filter：處理子請求

  用來處理子請求，有些過濾模塊需要關心子請求的處理結果，需要放在該模塊之後。

• header_filter：構造響應頭部

  用來構造最終發送給用戶的響應頭部，可能會添加一些 Server，Nginx 版本號等內容。

• write_filter：發送響應

  用來實際調用操作系統的 write 或 send 等系統調用，來把響應實際發送出去。

介紹完了過濾模塊的功能以及所處的階段，下麵來具體看兩個模塊。

sub 模塊

介紹一個可以替換響應中字元串內容的模塊：sub 模塊。

• 功能：將響應中指定的字元串，替換成新的字元串
• 模塊：ngx_http_sub_filter_module 模塊，預設未編譯進 Nginx，通過 --with-http_sub_module 啟用

指令

Syntax: sub_filter string replacement;
Default: —
Context: http, server, location

Syntax: sub_filter_last_modified on | off;
Default: sub_filter_last_modified off; 
Context: http, server, location

Syntax: sub_filter_once on | off;
Default: sub_filter_once on; 
Context: http, server, location

Syntax: sub_filter_types mime-type ...;
Default: sub_filter_types text/html; 
Context: http, server, location

來解釋一下這四個指令都是啥意思。

• sub_filter string replacement

  sub_filter 指令會把匹配到的 string 字元串替換成 replacement 表示的字元串。

• sub_filter_last_modified on | off

  sub_filter_last_modified 指令的意思是，是否要返回原來的 last_modified HTTP 頭部，因為我們已經修改了文件內容，如果是 on 的話，就會繼續返回原來的頭部。

• sub_filter_once on | off

  sub_filter_once 的意思是，是否只替換一次，預設打開，如果設置為 off 的話，那就會將響應中的內容全部掃描一遍並替換。

• sub_filter_types mime-type

  這個指令是說針對那些文件類型進行替換，這裡可以設置成 *，但是效率就會比較低了，需要根據實際情況考慮。

實戰

配置文件如下：

server {
	server_name sub.ziyang.com;
	error_log  logs/myerror.log  info;
	
	location / {
    	sub_filter 'Nginx.oRg'  '$host/nginx';
    	sub_filter 'nginX.cOm' '$host/nginx';
    	#sub_filter_once on;
		sub_filter_once off;
		#sub_filter_last_modified off;
		sub_filter_last_modified on;
	}	
}

這裡需要重新編譯 Nginx，我這裡把下一節需要的模塊也一起編譯進去了：

./configure --prefix=/Users/mtdp/myproject/nginx/test_nginx --with-http_sub_module --with-http_addition_module --with-http_realip_module
make
cp nginx ../../test_nginx/sbin/ # 複製編譯好的 nginx 到之前的目錄

執行熱部署：

熱部署的流程詳見 Nginx 入門及命令行操作

kill -USR2 87693 # 使用新的 Nginx 二進位文件提供服務
kill -WINCH 87693 # 退出老的 Nginx 的 worker 進程
kill -quit 87693 # 優雅的退出老的 master 進程

在瀏覽器中打開 sub.ziyang.com：

這裡面會發現，nginx.org 已經替換成了 sub.ziyang.com/nginx，nginx.com 也替換成了 sub.ziyang.com/nginx。

addition 模塊

下麵再來看一個過濾模塊，addition 模塊，它可以在響應的前後添加內容。

• 功能：在相應前或者響應後增加內容，增加內容的方式，是通過新增子請求，根據子請求的響應來完成。

• 模塊：ngx_http_addition_filter_module

  預設未編譯進 Nginx，通過 --with-http_addition_module 啟用

指令

Syntax: add_before_body uri;
Default: —
Context: http, server, location

Syntax: add_after_body uri;
Default: —
Context: http, server, location

Syntax: addition_types mime-type ...;
Default: addition_types text/html; 
Context: http, server, location

這裡的三個指令都比較簡單，說一下 add_before_body 和 add_after_body 後面的 uri，這個的意思是說，向指定 uri 發起子請求，根據子請求的響應來添加內容。

addition_types 指令是指定要添加的文件類型。

實戰

配置文件如下：

server {
	server_name addition.ziyang.com;
	error_log logs/myerror.log info;
	
	location / {
    	#add_before_body /before_action;
    	#add_after_body  /after_action;
		#addition_types *;
	}	
	location /before_action {
		return 200 'new content before\n';
	}
	location /after_action {
		return 200 'new content after\n';
	}
	location /testhost {
		uninitialized_variable_warn on;
		set $foo 'testhost';
		return 200 '$gzip_ratio\n';
	}
}

先看在註釋掉 addition 模塊的指令的情況下，會是什麼效果：

➜  ~ curl addition.ziyang.com/a.txt
a

然後打開註釋：

➜  ~ curl addition.ziyang.com/a.txt
new content before
a
new content after

在原響應前後都增加了內容。

這裡面需要註意一點，在實際情況下，add_before_body 和 add_after_body 後面是其他的 uri，我這裡為了簡化，直接轉發到對應的 location。

本文涉及到的所有配置文件我已經放在了 Nginx 配置文件，大家可以自取。

本文首發於我的個人博客：iziyang.github.io