NGINXモジュールの習得：LUAとカスタムモジュールで機能を拡張する

Nginxの機能は、LUAスクリプトとカスタムモジュールを介して拡張できます。 1）NGX_HTTP_LUA_MODULEモジュールを使用して、NGINXでLUAコードを実行して動的構成と複雑な要求処理を実装します。 2）C言語を使用してカスタムモジュールを開発し、nginxコアと直接対話し、HTTPヘッダーの追加などの基礎となる関数拡張機能を実装します。

導入

現代のWeb開発では、Nginxは多くの開発者にとって、高性能の逆プロキシおよびロードバランサーとして最初の選択肢となっています。ただし、Nginxの基本的な機能のみに依存するだけでは、複雑なビジネスニーズを満たすには十分ではありません。そのため、LUAスクリプトとカスタムモジュールでNginxの機能を拡張する方法を深く掘り下げる必要があります。この記事では、Nginxモジュールの開発と適用をゼロから徐々に習得し、実際のプロジェクトでさまざまな課題を解決するのに役立ちます。

この記事を読むことで、LUAスクリプトを使用して動的構成、NGINXで複雑な要求処理ロジックを実装する方法、およびNGINXの機能を強化するカスタムモジュールを開発および統合する方法を学びます。あなたが初心者であろうと経験豊富な開発者であろうと、あなたはそれから大きな利益を得ることができます。

基本的な知識のレビュー

Nginx自体は強力なWebサーバーですが、その本当のパワーはモジュラー設計にあります。 NGINXのモジュールは、コアモジュール、標準のHTTPモジュール、オプションのHTTPモジュール、およびサードパーティモジュールに分割できます。 LUAスクリプトは、NGX_HTTP_LUA_MODULEモジュールを介してNGINXに統合され、NGINXでLUAコードを実行できるようにするため、より柔軟な要求処理と応答の生成を実現します。

Luaは、アプリケーションに埋め込むのに最適な軽量のスクリプト言語です。その構文はシンプルで、実行は効率的であり、nginxの動的な構成と複雑なロジック処理に特に適しています。

コアコンセプトまたは関数分析

NginxでのLuaの適用

NginxのLUAスクリプトの主な機能は、動的な構成と複雑な要求処理ロジックを提供することです。 NGX_HTTP_LUA_MODULEモジュールを介して、NGINXのさまざまな段階（書き換え、アクセス、コンテンツなど）でLUAコードを実行でき、それにより、より柔軟な要求処理を実現できます。

たとえば、LUAスクリプトを使用して動的な負荷分散戦略を実装したり、リクエストパラメーターに基づいて応答コンテンツを動的に生成したりできます。 Nginxでカスタム応答を返すための簡単なLUAスクリプトの例を示します。

 - 単純なluaスクリプト関数handle_request（）を定義する
    ngx.say（ "こんにちは、nginx with lua！"））
終わり

-nginxのコンテンツ段階でこの関数handle_request（）を呼び出します

このスクリプトは、Nginxのコンテンツ段階で実行され、単純な文字列応答が返されます。

カスタムモジュールの開発と統合

LUAスクリプトに加えて、カスタムモジュールを開発することにより、Nginxの機能を拡張することもできます。カスタムモジュールは、Nginxのコア関数と直接対話して、低レベルの関数拡張を実現できます。

カスタムモジュールを開発するには、Nginxのソースコードを特定の理解が必要であり、C言語で記述する必要があります。 Nginxに新しいHTTPヘッダーを追加するためのシンプルなカスタムモジュールの例を次に示します。

 #include <ngx_config.h>
#include <ngx_core.h>
#include <ngx_http.h>

typedef struct {
    ngx_str_t header_name;
    ngx_str_t header_value;
} ngx_http_custom_header_loc_conf_t;

static ngx_int_t ngx_http_custom_header_init（ngx_conf_t *cf）;

static void *ngx_http_custom_header_create_loc_conf（ngx_conf_t *cf）;
static char *ngx_http_custom_header_merge_loc_conf（ngx_conf_t *cf、void *parent、void *child）;

static ngx_command_t ngx_http_custom_header_commands [] = {
    {ngx_string（ "custom_header"）、
      ngx_http_loc_conf | ngx_conf_take2、
      ngx_conf_set_key_val_slot、
      ngx_http_loc_conf_offset、
      offsetof（ngx_http_custom_header_loc_conf_t、header_name）、
      null}、

    ngx_null_command
};

static ngx_http_module_t ngx_http_custom_header_module_ctx = {
    null、 / * preconfiguration * /
    NGX_HTTP_CUSTOM_HEADER_INIT、 / *ポストコンフィギュレーション * /

    null、 / *メイン構成の作成 * /
    null、 / * initメイン構成 * /

    null、 / *サーバー構成の作成 * /
    null、 / *サーバー構成をマージ * /

    ngx_http_custom_header_create_loc_conf、 / *場所構成の作成 * /
    NGX_HTTP_CUSTOM_HEADER_MERGE_LOC_CONF / * MERGEロケーション構成 * /
};

ngx_module_t ngx_http_custom_header_module = {
    ngx_module_v1、
    ＆ngx_http_custom_header_module_ctx、 / *モジュールコンテキスト * /
    ngx_http_custom_header_commands、 / *モジュールディレクティブ * /
    ngx_http_module、 / *モジュールタイプ * /
    null、 / * init master * /
    null、 / * initモジュール * /
    null、 / * init process * /
    null、 / * initスレッド * /
    null、 / * exitスレッド * /
    null、 / *出口プロセス * /
    null、 / * exit master * /
    ngx_module_v1_padding
};

static ngx_int_t ngx_http_custom_header_handler（ngx_http_request_t *r）
{
    ngx_http_custom_header_loc_conf_t *clcf;

    clcf = ngx_http_get_module_loc_conf（r、ngx_http_custom_header_module）;

    if（clcf-> header_name.len> 0 && clcf-> header_value.len> 0）{
        ngx_table_elt_t *h = ngx_list_push（＆r-> headers_out.headers）;
        if（h == null）{
            NGX_HTTP_INTERNAL_SERVER_ERRORを返します。
        }

        h-> hash = 1;
        ngx_str_set（＆h-> key、c​​lcf-> header_name.data）;
        ngx_str_set（＆h-> value、clcf-> header_value.data）;
    }

    ngx_declinedを返します。
}

static ngx_int_t ngx_http_custom_header_init（ngx_conf_t *cf）
{
    ngx_http_handler_pt *h;
    ngx_http_core_main_conf_t *cmcf;

    cmcf = ngx_http_conf_get_module_main_conf（cf、ngx_http_core_module）;

    h = ngx_array_push（＆cmcf-> phases [ngx_http_content_phase] .handlers）;
    if（h == null）{
        NGX_ERRORを返します。
    }

    *h = ngx_http_custom_header_handler;

    NGX_OKを返します。
}

static void *ngx_http_custom_header_create_loc_conf（ngx_conf_t *cf）
{
    ngx_http_custom_header_loc_conf_t *conf;

    conf = ngx_palloc（cf-> pool、sizeof（ngx_http_custom_header_loc_conf_t））;
    if（conf == null）{
        NGX_CONF_ERRORを返します。
    }

    confを返します。
}

静的char *ngx_http_custom_header_merge_loc_conf（ngx_conf_t *cf、void *parent、void *child）
{
    ngx_http_custom_header_loc_conf_t *prev = parent;
    ngx_http_custom_header_loc_conf_t *conf = child;

    ngx_conf_merge_str_value（conf-> header_name、prev-> header_name ""）;
    ngx_conf_merge_str_value（conf-> header_value、prev-> header_value ""）;

    NGX_CONF_OKを返します。
}

このモジュールは、Nginxのコンテンツ段階にカスタムHTTPヘッダーを追加します。たとえば、nginx構成ファイルのcustom_headerディレクティブを使用して、このヘッダーを設定できます。

 http {
    ...
    サーバー{
        聞く80;
        server_name example.com;

        位置 / {
            custom_header x-custom-header "Custom Value";
            ...
        }
    }
}

使用の例

基本的な使用法

LUAスクリプトを使用してNginxに動的構成を実装するのは非常に簡単です。 ngx_luaモジュールによって提供されるAPIを使用して、NGINX構成と要求処理を操作できます。たとえば、以下は、リクエストパラメーターに基づいて異なる応答コンテンツを返す単純なLUAスクリプトです。

 - リクエストに従って異なる応答コンテンツを返しますlocal args = ngx.req.get_uri_args（）
args.nameの場合
    ngx.say（ "hello" .. args.name .. "！"）
それ以外
    ngx.say（ "hello、world！"）
終わり

このスクリプトは、nginxのコンテンツ段階で実行され、リクエストパラメーターnameに従って異なる応答コンテンツを返します。

高度な使用

実際のプロジェクトでは、動的な負荷分散、リクエストの書き換え、キャッシュ管理など、より複雑なロジックを実装する必要がある場合があります。ここに、LUAスクリプトを使用した動的負荷分散の例があります。

 - ロードバランサーのローカルバランサーを定義する=「ngx.balancer」が必要です

 - バックエンドサーバーリストローカルサーバーを定義する= {
    {host = "backend1.example.com"、port = 80}、
    {host = "backend2.example.com"、port = 80}、
    {host = "backend3.example.com"、port = 80}
}

 - バックエンドサーバーの選択ローカルサーバー=サーバー[math.random（#servers）]]

 - ロードバランサーローカルOK、err = balancer.set_current_peer（server.host、server.port）を設定
OKでない場合は
    ngx.log（ngx.err、「現在のピアを設定できなかった」、err）
    ngx.exitを返す（500）
終わり

 - リクエストの処理を続けますngx.exec（ "@backend"）を返します

このスクリプトはNginxのBalancerステージで実行され、ロードバランシングはランダムに選択されたバックエンドサーバーに基づいて実行されます。

一般的なエラーとデバッグのヒント

LUAスクリプトとカスタムモジュールを使用する場合、構文エラー、ランタイムエラー、構成エラーなど、いくつかの一般的なエラーが発生する可能性があります。いくつかの一般的なエラーとそのデバッグのヒントを次に示します。

• 構文エラー： luacコマンドラインツールを使用して、 luac -p script.luaなどのLUAスクリプトの構文を確認します。
• ランタイムエラー： error_log /path/to/error.log debug;次に、エラーログの詳細を表示します。
• 構成エラー：Nginx構成ファイルの構文とロジックを再確認して、すべての構成アイテムが正しいことを確認します。

パフォーマンスの最適化とベストプラクティス

実際のアプリケーションでは、LUAスクリプトとカスタムモジュールのパフォーマンスを最適化する方法が重要な問題です。パフォーマンスの最適化とベストプラクティスに関する推奨事項は次のとおりです。

• LUAスクリプトの実行数を減らす：NGINXの初期段階（書き換えやアクセス段階など）でLUAスクリプトを実行して、コンテンツ段階でLUAコードを実行しすぎないようにしてください。
• キャッシュ：Nginxのキャッシングメカニズム（ ngx.shared.DICTなど）を使用して、LUAスクリプトの実行結果をキャッシュして重複計算を削減します。
• LUAコードの最適化：LUAJITコンパイラを使用して、LUAスクリプトの実行効率を最適化し、メモリの使用とCPUの消費を削減します。

LUAスクリプトとカスタムモジュールを書くときは、コードの読みやすさとメンテナンスにも注意を払う必要があります。ここにいくつかのベストプラクティスがあります：

• 意味のある変数名と関数名を使用します。コードの読みやすさを改善し、他の開発者が理解して維持しやすくなります。
• 詳細なコメントを追加：コードに詳細なコメントを追加して、複雑なロジックと重要な実装の詳細を説明します。
• コードの仕様に従ってください：LUAおよびC言語のコード仕様に従って、コードの一貫性と保守性を維持します。

この記事を通して、LUAスクリプトとカスタムモジュールを介してNginxの機能を拡張する方法を習得しました。実際のプロジェクトで複雑なビジネスニーズを解決したり、日々の開発における仕事の効率を改善したりする場合でも、これらの知識とスキルはあなたにとって大きな助けになります。 Nginxのより多くの可能性を探求し続け、その最大の可能性を達成できることを願っています。

以上がNGINXモジュールの習得：LUAとカスタムモジュールで機能を拡張するの詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。