1.引出问题

Nginx可以作为静态资源服务器，比如我们访问192.168.110.97:80，熟悉的nginx欢迎界面，这其实也是nginx为我们提供的一个静态文件：index.html。

nginx上传文件 java nginx文件传输_html

既然是静态资源，那我们能否优化一下传输效率呢？

1）sendfile文件高效传输模式。如何开启？它的原理到底是什么呢？

2）数据量大，传输效率低，如何进行优化？

2.sendfile高效传输

在nginx.conf中配置sendfile on;指令就可以开启文件高效传输模式，那么它的原理是什么呢？

话不多说，走起。

sendfile的实现原理是通过调用内核提供的sendfile()调用来实现的。调用过程中，内核会将源文件的数据直接传输到socket中，而不需要将数据先拷贝到用户空间再进行传输。这样就可以避免数据在用户空间和内核空间之间的多次拷贝，从而提高了文件传输的效率。

既然是这样，那么普通传输模式和高效传输模式之间的区别就越发清晰了。

1）普通传输模式

发起文件读取命令–》读取文件到内核空间–》拷贝文件到用户空间–》拷贝文件到socket内核空间–》传输给socket

nginx上传文件 java nginx文件传输_nginx_02

2）高效传输模式

发起文件读取命令–》读取文件到内核空间–》拷贝文件到socket内核空间–》传输给socket

nginx上传文件 java nginx文件传输_jquery_03

3）小结

1）普通传输模式涉及到多次内核态与用户态之间的切换，这很消耗系统资源。

2）sendfile高效传输模式，直接在内核态进行数据传输，不涉及内核态与用户态之间的切换，传输效率大大提升。

3.gzip文件压缩

前面我们提到过，开启sendfile文件高效传输模式，可以提升传输的效率。其实，只做到这一步还是不够的，一旦文件的数据量较大，传输的速度又会大打折扣。

比如一部电影的大小是2G，下载时间很长，严重影响我们的观影体验，如果能够压缩到1G，那传输的时间就会减半。

Nginx为我们提供了gzip相关的模块，帮助实现对文件的压缩。

3.1 ngx_http_gzip_moudle

据nginx官方文档介绍，通过ngx_http_gzip_moudle提供的压缩功能，有助于将数据的大小减少一半甚至更多。👍

nginx已默认为我们安装该模块。接下来我们配置其指令。

1）配置是否开启gzip

作用域：http, server, location, if in location

语法：gzip on | off;

默认值：gzip off;

2）配置gzip可压缩的响应类型

作用域：http, server, location

语法：gzip_types mime-type …;

默认值：gzip_types text/html;

可以看到，我们可以配置多个mime-type，并且可以使用*匹配所有的mime-type。

🔔Tips：通常不会使用*进行匹配，如果所有的类型都开启压缩，如果本身静态资源的可压缩性不高，就会造成系统资源的浪费。

到这里，我们可以来体验一下开启gzip之后的压缩效果。

1）准备静态文件/usr/local/nginx/html/jquery.js

下载地址：https://code.jquery.com/jquery-3.6.4.js

2）增加location块

location /jquery {
	root   html;
}

访问http://192.168.110.98/jquery.js，查看文件大小：304kb

nginx上传文件 java nginx文件传输_nginx_04

3）开启gzip

为了保持配置文件清爽，我们只对gzip压缩相关指令进行注释说明。

worker_processes  1;
gzip on;

events {
    worker_connections  1024;
}

http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;
    sendfile        on;
    keepalive_timeout  65;

    server {
        listen       80;
        server_name  localhost;
        location / {
            root   html;
            index  index.html index.htm;
        }
        # 测试gzip压缩效果
        location /jquery {
        	# 配置可压缩的响应类型
        	gzip_types text/javascript;
            root   html;
        }
        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        location = /50x.html {
            root   html;
        }
    }
}

访问http://192.168.110.98/jquery.js，查看文件大小：107kb

nginx上传文件 java nginx文件传输_html_05

3）配置gzip压缩级别

作用域：http, server, location

语法：gzip_comp_level level;

默认值：gzip_comp_level 1;

🔔Tips：gzip默认压缩级别为1，可设置的值为1-9，值越高压缩程度越高，但是不一定值越高效果就越好，我们还是需要根据文件的可压缩性设置合适的压缩级别，否则也会造成系统资源的浪费。

4）配置根据User-Agent禁用gzip

作用域：http, server, location

语法：gzip_disable regex …;

作用：如果请求的User-Agent头信息与正则表达式匹配，则禁用gzip压缩功能

🔔Tips：User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/110.0.0.0 YaBrowser/23.3.4.594 Yowser/2.5 Safari/537.36，可以根据需要配置正则表达式。

5）配置gzip可压缩响应的最小长度

作用域：http, server, location

语法：gzip_min_length length;

默认值：gzip_min_length 20;

🔔Tips：默认单位为byte，长度是由Content-Length响应头决定，如果长度低于设置的值，就关闭gzip压缩。建议设置为1kb以上。

6）gzip与sendfile的冲突问题

我们知道，开启sendfile文件高效传输模式，文件在内核空间直接传输给socket，不会经过用户程序，开启gzip之后，该模式也就失效了。那么怎么解决这个问题呢？

3.2 ngx_http_gzip_static_module

前面提到的gzip与sendfile的冲突问题，我们可以通过引入ngx_http_gzip_static_module模块来进行解决。该模块允许发送文件扩展名为.gz的预压缩文件。

🔔Tips：nginx默认不会添加该模块，需要我们自行引入。

配置指令：

作用域：http, server, location

语法：gzip_static on | off | always;

默认值：gzip_static off;

gzip_static on;或gzip_static off;都会检测是否存在.gz预压缩文件。

gzip_static always;会始终使用.gz预压缩文件。

1）对文件进行压缩，使用gzip命令

cd /usr/local/nginx/html
gzip jquery.js

2）修改配置文件

# gzip on;
gzip_static on;

我们再次访问http://192.168.110.98/jquery.js，文件大小为87.5KB，访问的是压缩过的.gz文件。

以上就是Nginx对静态资源传输的优化，Nginx是多模块化的，还有很多高级功能，我们后面继续探索。