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Nginx 变量和变量插值

借鉴 Nginx 的变量插值,笔者不久前用 Golang 实现了一个小玩意(tokers/corgi),当然,还是为了好玩 :)。 变量插值的思想非常值得学习,如果能利用好这一点,程序设计上就会变得更加灵活。

如果读者曾配置过 Nginx,那么一定知道 Nginx 允许我们在配置文件里嵌入”变量”,这些变量由 Nginx 的各个模块定义,其目的是为了提升配置的灵活性,如这一段配置:

location = /t {
    set $my_addr "127.0.0.1:8081";
    proxy_pass http://$my_addr/index.html;
}

我们可以通过操作变量 $my_addr 来动态指定 upstream。

认识 Nginx 变量

Nginx 的变量和 perl、php 等语言的类似,由美元符号 $ 开头,随后跟着一个字符串,代表这个变量的名称,例如 $name,可选地,这个字符串可以用花括号包围,譬如 ${name} 。在 Nginx 世界里,合法的变量名可用字符集为 [a-zA-Z0-9_],特别地,Nginx 支持正则子组,即 $1,$2 这样的变量。注意变量值只有字符串这一种类型。

另外还存在一类特殊的变量,它们的名称是不固定的,更确切地说,它们描述的是一群变量。譬如 $http_,描述对应请求的请求头;$sent_http 则描述对应请求的响应头。

在实现上,一个变量由其名称、读/取处理程序和一些标志位组成。这些标志位定义了变量的属性,例如表明一个变量是否可缓存、是否可进行索引。

变量拥有两种存放方式,第一种是储存在一个全局的 hash 表里,使用该变量时需要进行查询;第二种则是储存在一个全局动态数组里,每个变量存在一个唯一的索引。相比较而言,第二种方式在性能上更加优秀,因为它不需要计算 hash key,也不需要查找 hash 表。

变量解析是运行时的。即惰性求值,而且通常变量解析总是和请求绑定的,因此变量信息虽然只有一份,但是变量值却会有多份。

前面提到,变量是可缓存的,Nginx 模块开发者们可以视情况决定变量的可缓存性,如果一个变量设定为可缓存,则它在经历第一次求值后,其求值结果会被缓存起来,后续使用到该变量时会直接获取到缓存里的值。譬如,Nginx 的 map 模块就把变量设置为可缓存,因为在它看来这样的一次变量获取操作是足够昂贵的。

谨慎对待变量缓存。笔者曾遇到过一个因为变量缓存引起的问题: $host 这个变量,该变量也是可缓存的。根据文档里的描述,这个变量的取值顺序为:

in this order of precedence: host name from the request line, or host name from the “Host” request header field, or the server name matching a request

通常情况下,我们可以使用 $host 获取到请求头里的 Host,然而因为它的可缓存性,该变量无法体现 Host 头部的改动,比如下面的代码:

local old_host = ngx.var.host
ngx.req.set_header("Host", "foo.example.com")
local new_host = ngx.var.host

new_host 的值将和 old_host 一样,而非直觉上所想的 foo.example.com。

另外,在原生 Nginx 的实现里,主/子请求共享同一份变量缓存。如果子请求使用了某个变量,并且该变量值被缓存下来,那么主请求之后访问该变量时,就会得到子请求所产生的缓存拷贝。当然,如果模块开发者自己定义子请求的创建,也是可以绕过这一点的。譬如 ngx_lua 在创建子请求的 API 里就提供了是否指定主/子请求共享变量的选项。

变量插值

用户的需求总是多变的。譬如在使用 upstreamcache 功能(另外一个典型的例子就是 access_log)时,通常需要设计一个良好的缓存 key,此时需要考虑到的因素可能有多个,即我们的 key 不会单单由一个变量或者常量组成,而是需要设计成它们的结合体,如 mykey=$http_host&$uri&$args。

在实现上,Nginx 首先会把包含变量和常量的复杂字符串转换成一种中间形式。具体来说,Nginx 会把这个字符串按变量和常量进行拆分,分别为它们进行“包装”(包括设置好对应的取值回调函数),之后按顺序放入一个动态数组,这个动态数组就是中间形式了。

比如上段提到的缓存 key,经过处理后,得到的动态数组是这样的:

Nginx 变量和变量插值

拆分的处理是在具体指令解析阶段完成的。真正取值发生在具体请求的运行当中,通过执行该动态数组每个成员的取值回调函数,将单一的值拼装在一起,最终就实现了变量插值。

发散

借鉴 Nginx 的变量插值,笔者不久前用 Golang 实现了一个小玩意(tokers/corgi),当然,还是为了好玩 :)。

变量插值的思想非常值得学习,如果能利用好这一点,程序设计上就会变得更加灵活。

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4 条回复 A 作者 M 管理员
  1. 服务器找明月,放心!

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