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Nginx使用Gzip算法对报文进行压缩详解

2020-08-16 12:59:29 来源:易采站长站 作者:

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Nginx使用Gzip算法对报文进行压缩详解

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什么是HTTP压缩

有时候客户端和服务器之间会传输比较大的报文数据,这时候就占用较大的网络带宽和时长。为了节省带宽,加速报文的响应速速,可以将传输的报文数据先进行压缩,然后再进行传输。

HTTP支持多种报文压缩算法,下面是一个普通的请求头,从Accept-Encoding字段可以看出支持gzip、deflate和br压缩算法。本文我们重点讲使用Gzip算法对报文进行压缩,比如Gzip来压缩HTML,Javascript, CSS文件,压缩完后能大大减少网络传输的数据量,提高了用户显示网页的速度。

Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,image/apng,*/*;q=0.8
Accept-Encoding: gzip, deflate, br
Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.9
Cache-Control: max-age=0
Connection: keep-alive
Host: localhost:8000
If-Modified-Since: Tue, 21 Apr 2020 14:09:01 GMT
If-None-Match: "5e9efe7d-264"
Upgrade-Insecure-Requests: 1
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/71.0.3578.98 Safari/537.36

任何技术都是双面的,HTTP压缩虽然能减少带宽占用加快响应速度,但是因为需要额外的压缩和解压的过程,所以会占用些客户端或服务器端的计算资源。

了解HTTP的读者知道,可以对HTTP的报文体进行编码加密。其实HTTP压缩是一种特殊的编码方式,使用这种编码方式可以将报文大大减少,使用对应的解法方式又能还原最初的报文。(我们可以看出,其实压缩技术的本质就是一种编码方式)

HTTP压缩的使用场景

从上面对于HTTP压缩的介绍可以看出,这种技术是一种优化技术,常常用于压缩服务器端返回的报文以达到节省带宽加速响应的目的。

下面简单介绍一个HTTP使用Gzip压缩的过程。

浏览器发送Http request 给Web服务器, request 中有Accept-Encoding: gzip, deflate, br。 (告诉服务器,浏览器支持gzip压缩) Web服务器接到request后, 先生成原始的Response, 其中有原始的Content-Type和Content-Length。 Web服务器通过Gzip,来对Response进行编码, 编码后header中有Content-Type和Content-Length(压缩后的大小), 并且增加了Content-Encoding:gzip. 然后把Response发送给浏览器。 浏览器接到Response后,根据Content-Encoding:gzip来对Response进行解码。 获取到原始response后, 然后显示出网页。

客户端也可以发送压缩数据给服务端,通过代码将请求数据解压即可,规范起见同样要在请求中加入Content-Encoding:gzip

用Nginx实现HTTP压缩

Nginx提供了对HTTP Gzip压缩的支持,这边我们就来看看适应Nginx怎么对返回报文进行压缩。

Nginx中通过ngx_http_gzip_module模块、ngx_http_gzip_static_module模块和ngx_http_gunzip_module模块来对Gzip功能进行支持。一般情况下Nginx默认会编译
这些模块,可以通过nginx -V命令看下你安装的nginx是否包含了这些模块。

Gzip相关的指令可以在配置文件的http块、server块或者location块中。

ngx_http_gzip_module模块

ngx_http_gzip_module模块主要负责Gzip功能的开启和设置,对响应数据进行在线实时压缩。该模块包含以下主要指令。

# 开启或者关闭Gzip功能,默认情况下,该指令设置为off,即不启用Gzip功能。只有将该指令设置为on时,其他指令设置才有效
gzip on | off

# 设置Gzip压缩文件使用缓存空间的大小
# 默认值是:gzip_buffers 32 4k|16 8k
gzip_buffers number size;

# 该指令用于设定Gzip压缩程度,包括级别1到级别9。
# 级别1表示压缩程度最低,压缩效率最高;级别9表示压缩程度最高,压缩效率最低,最费时间。
# 默认是1
gzip_comp_level level

# 针对不同种类客户端发起的请求,可以选择性地开启和关闭Gzip功能。
# 支持正则表达式,其中,regex 根据客户端的浏览器标志(User-Agent,UA)进行设置。
gzip_disable regex ...;

# 该设置使用了正则表达式,其可以匹配UC字符串中包含MSIE 4、MSIE 5和MSIE6的所有浏览器。
# 响应这些浏览器发出的请求时,Nginx服务器不进行Gzip压缩。
gzip_disable MSIE [4-6]\.;

# 早期的一些浏览器或者HTTP客户端,可能不支持Gzip自解压,因此用户有时会看到乱码,所以针
# 对不同的HTTP协议版本,需要选择性地开启或者关闭Gzip功能。该指令用于设置开启Gzip功能的最低HTTP协议版本。
# 默认设置为1.1版本,即只有客户端使用1.1及以上版本的HTTP协议时,才使用Gzip功能对响应输出数据进行压缩。
# 从目前来看,绝大多数的浏览器都支持Gzip自解压,一般采用默认值即可.
zip_http_version 1.0 | 1.1;

# 该指令设置页面的字节数,当响应页面的大小大于该值时,才启用Gzip功能。
# 建议设置成gzip_min_length 1024;
gzip_min_length length;

# 用于设置Nginx服务器是否对后端服务器返回的结果进行Gzip压缩;
# 一般情况下,后端都是用来做restAPI接口,返回的数据量不会太大,不建议进行压缩
# 真的需要对后端返回的数据进行压缩是可以再看下这块的内容
gzip_proxied off | expired | no-cache | no-store | private | no_last_modified | no_etag | auth | any ...;

# 设置MIME类型,被设置的类型将被压缩,默认值是:text/html
# 该变量还可以取“*”,表示对所有MIME类型的页面数据进行Gzip压缩
# 一般可以设置成:gzip_types text/plain application/javascript text/css text/xml
gzip_types mime-type ...;

# 开启后的效果是在响应头部添加了Accept-Encoding: gzip
gzip_vary on | off;

ngx_http_gzip_static_module模块

ngx_http_gzip_static_module模块主要负责搜索和发送经过Gzip功能预压缩的数据。这些数据以“.gz”作为后缀名存储在服务器上。如果客户端请求的数据在之前被压缩过,并且客户端浏览器支持Gzip压缩,就直接返回压缩后的数据。

该模块与ngx_http_gzip_module模块的不同之处主要在于,该模块使用的是静态压缩,在HTTP响应头部包含Content-Length头域来指明报文体的长度,用于服务器可确定响应数据长度的情况;而后者默认使用Chunked编码的动态压缩,其主要适用于服务器无法确定响应数据长度的情况,比如大文件下载的情形,这时需要实时生成数据长度。

该模块指令的使用和ngx_http_gzip_static_module模块类似,这边就不再具体展开了。大家可以参考官方文档

该模块是Nginx服务器的可选HTTP模块,如果要使用,必须在Nginx程序配置时添加--with-http_gzip_static_module指令。

ngx_http_gunzip_module模块

Nginx服务器支持对响应输出数据流进行Gzip压缩,这对客户端浏览器来说,需要有能力解压和处理Gzip压缩数据,但如果客户端本身不支持该功能,就需要Nginx服务器在向其发送数据之前先将该数据解压。这些压缩数据可能来自于后端服务器压缩产生或者Nginx服务器预压缩产生。ngx_http_gunzip_module模块便是用来针对不支持Gzip压缩数据处理的客户端浏览器,对压缩数据进行解压处理的.

同样,对这个模块的指令使用就不具体展开了,大家可以参考官方文档

现代的浏览器一般都支持压缩功能,所以这个模块使用到的几率较小。

配置列子

gzip   on;
gzip_min_length 1000;
gzip_proxied expired no-cache no-store private auth;
gzip_types  text/plain application/xml;

为了使得Nginx服务器能够在全局范围内应用Gzip压缩功能,可以将Gzip配置放在了http全局块中。如果要对各个虚拟主机差别性对待,我们可以在对应的server
块中添加各自的Gzip配置指令;

阅读延伸

平时开发的应用中可能不是所有的应用都使用了Nginx,看看其他Web服务器怎么开启对HTTP压缩的支持。

1. Spring Boot中内嵌的Tomcat开启压缩功能

Tomcat作为servet容器+http server,也是支持gzip压缩的。使用传统的Tomcat的话,我们只需要在server.xml配置开启HTTP压缩即可。
在embed版本下需要通过代码来配置。spring-boot内置的tomcat是embed版本,通过内置的autoconfig机制已经做了一些默认tomcat配置,但是对于一些不常用/高级的配置,spring-boot并没有提供入口。

不过由于spring bean的特性,可以覆盖默认装配的bean,包括tomcat相关的配置。使用TomcatConnectorCustomizer接口可以开启压缩配置。

public class ConnC1 implements TomcatConnectorCustomizer{

 @Override
 public void customize(Connector connector) {
  ProtocolHandler protocolHandler = connector.getProtocolHandler();
  if(protocolHandler instanceof Http11NioProtocol){
   Http11NioProtocol http11NioProtocol = (Http11NioProtocol)protocolHandler;
   http11NioProtocol.setCompression("on");//default off
   http11NioProtocol.setCompressibleMimeType();
   http11NioProtocol.setCompressionMinSize(2048);//default 2048(B)
   http11NioProtocol.setMaxKeepAliveRequests(1);//default 200
  }
 }
}

关于Tomcat对于HTTP压缩的支持,大家可以从Tomcat的CompressionConfig这个类开始寻找线索。

其实如果只是简单开启对压缩功能的支持的话,只要在Spring Boot做下面的配置即可:

server:
 compression:
 enabled: true
 min-response-size: 1024
 mime-types:
  application/json

总结

到此这篇关于Nginx的Gzip功能的文章就介绍到这了,更多相关Nginx的Gzip功能内容请搜索易采站长站以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持易采站长站!

以上就是关于对Nginx使用Gzip算法对报文进行压缩详解的详细介绍。欢迎大家对Nginx使用Gzip算法对报文进行压缩详解内容提出宝贵意见

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