openresty nginx OpenResty 入门指南：从基础到动态路由实战

openresty nginx OpenResty 入门指南：从基础到动态路由实战

一、引言1.1 OpenResty 简介

OpenResty是一款构建于Nginx之上的高效Web平台，它通过融合Lua脚本以及众多模块，成功将Nginx从单一的静态反向代理服务器转变成了一个具备动态编程能力的应用平台。该平台的核心优势主要体现在：

1.2 动态路由概念与场景

动态路由是一种依据实际需求即时确定数据传输目的地的机制，相较于传统的静态路由（即固定设置的路由配置）openresty nginx，它展现出三大显著优势：灵活性、智能性和扩展性。在具体应用中openresty nginx OpenResty 入门指南：从基础到动态路由实战，这类路由机制适用的典型场景有：

1.3 OpenResty 与 Lua 的黄金组合

Lua作为一种轻量级的脚本语言，与OpenResty相结合，能够显著提升动态路由功能的实现效率，其核心优势在于：

二、OpenResty 基础知识2.1 架构与组成

OpenResty以Nginx作为其核心，借助模块和Lua脚本进行功能的拓展，其整体架构由三个主要部分构成：

Nginx的核心功能在于openresty nginx，它能够实现高效的网络并发处理，并且具备反向代理和负载均衡的技术支持。扩展模块包括：数据库模块如lua-resty-redis和lua-resty-mysql，缓存模块如ngx_http_lua_module，支持内存缓存功能，以及模块如ngx_http_ssl_module和ngx_http_gzip_module。在Lua脚本层，通过ngx_http_lua_module嵌入Nginx配置，用于处理请求逻辑。2.2 Lua 在 OpenResty 中的核心作用

功能分类涉及请求处理，包括动态响应生成、调整请求头部信息以及确定数据转发目的地（例如在 access_by_lua 阶段）。数据操作涵盖对 Redis/MySQL 的访问、JSON 数据解析以及字符串处理（例如用户身份验证、参数验证）。动态路由功能则可实现实时路由规则的匹配，并计算目标地址（如依据 URI 或头部信息进行动态转发）。对LuaJIT进行性能优化，编译过程得到改进，从而提高了执行效率；同时，通过异步操作，有效避免了因数据库查询等操作导致的程序阻塞。

2.3 核心模块：ngx_http_lua_module

该组件充当 OpenResty 的“粘合剂”，允许在 Nginx 请求处理的各个阶段插入 Lua 脚本。

指令阶段，典型的应用是init_by_lua，用于初始化阶段，加载全局配置和预热缓存，比如路由规则；在访问控制阶段，使用access_by_lua进行权限校验和动态路由逻辑，这是核心环节；而在内容生成阶段openresty nginx OpenResty 入门指南：从基础到动态路由实战，则通过content_by_lua动态生成响应内容，例如API数据的组装。在日志阶段，通过log_by_lua指令，实现自定义的日志格式，用以记录路由的处理结果。

三、动态路由设计理念包括：3.1 对核心概念与特性进行阐述；3.2 对核心流程进行详细分解：首先，接收请求时，捕捉URI、方法、头部信息等；接着，进行规则匹配，从内存或数据库中提取规则，依据路径、参数、Header条件进行筛选；最后，根据匹配结果，计算出目标地址openresty nginx，例如：http://backend1/user/{id}。请予以转发：采用proxy_pass指令指向$target进行请求的转发，并具备负载均衡功能。处理结果：将返回目标响应或显示错误信息（例如404未找到）。关于3.3节，涉及路由规则的设计以及存储规则的格式设定。

{ 
/api/user对应的是后端1的/user路径，具体访问地址为http://backend1.local/user。
/api/order对应的是"http://backend2.local/order"这一地址。
} 

{ 
    "rules": [{ 
            "path": "/api/user", 
"该部分包含以下信息：头部字段，具体为，版本标识符，值为v1。"
"目标地址"为"http://backend1.local/user"
            }, 
            { 
            "path": "/api/user", 
"headers" 字段中包含了 "X-Version" 的键值对，其值为 "v2"。
"目标地址"："http://backend2.local/user"
            } 
        ] 
} 

存储方式

方式优势适用于简单易管理的场景，如小规模和规则变更较少的情况；数据库适用于需要动态更新和复杂规则支持的大规模、高频变更场景；内存缓存则擅长于高性能读取，尤其在推荐的高并发场景下使用。

3.4 达成逻辑与效能提升目标，探讨动态路由技术的具体细节。4.1 环境搭建环节：完成OpenResty的安装与设置。

# 下载源码包
下载地址为https://openresty.org/download/，文件名为openresty-1.27.1.1.tar.gz的OpenResty软件包。
使用tar命令，对名为openresty-1.27.1.1.tar.gz的文件进行解压操作，解压后无需再进行任何额外设置。
cd openresty-1.27.1.1  
执行./configure命令，指定配置参数为--with-http_lua_module。
make && make install  

注：以CentOS7系统为例，其他系统安装请参考：

访问该网页，您将发现关于OpenResty在Linux平台上的安装包信息。

# 依赖安装
执行以下命令以安装所需开发包：使用yum工具，以-y参数进行静默安装，安装pcre-devel、openssl-devel、gcc和curl这四个软件包。
# 添加官方软件源
下载地址为https://openresty.org/package/centos/openresty.repo，该链接指向的wget命令用于获取openresty的centos仓库配置文件。
使用sudo命令执行文件移动操作，将openresty.repo文件，移动至/etc/yum.repos.d/目录下。
# 安装
sudo yum makecache
sudo yum install -y openresty
# 验证
在本地路径/usr/local/openresty/nginx/sbin中，执行名为nginx的命令，并附加参数-v来显示版本信息。
nginx版本号为openresty/1.27.1.2

Nginx 基础配置

http {  
设置lua_shared_dict名为routes_cache，其容量为10MB，用于存储路由规则。
    server {  
        listen 80;  
        location / {  
            access_by_lua_block {  
                -- 动态路由逻辑写在此处  
            }  
            proxy_pass $target; # 动态目标地址  
        }  
    }  
}  

4.2 读取路由规则从文件加载（JSON）

-- dynamic_router.lua  
local cjson = require "cjson"  
function load_routes()  
本地文件被io.open函数打开，指定路径为"/etc/openresty/routes.json"，模式为只读。
    if not file then  
        ngx.log(ngx.ERR, "路由文件不存在")  
        return {}  
    end  
    local data = file:read("*a")  
    file:close()  
    return cjson.decode(data)  
end  

从 Redis 加载（异步）

在本地，我们引入了一个名为redis的模块，该模块是通过require "resty.redis"来实现的。
local client = redis:new()  
客户端设置超时时间为1000毫秒，即1秒钟后超时。
client:connect函数尝试连接至本地地址127.0.0.1，端口号为6379，操作结果返回两个值，一个是成功标志ok，另一个是可能出现的错误信息err。
if not ok then  
ngx.log(ngx.ERR, "无法建立与Redis的连接，错误信息为：", err)
    return  
end  
client通过hgetall方法获取了名为"routes"的键对应的全部数据，并存储在local routes变量中。
client:close()  

4.3 核心路由逻辑路径匹配与目标设置

-- 在 access_by_lua 阶段执行  
local routes = load_routes()  
局部目标变量设定为路由数组中与当前请求URI变量对应的条目。
if not target then  
    ngx.status = 404  
    ngx.say("路由未找到")  
    ngx.exit(ngx.HTTP_NOT_FOUND)  
end  
设置Nginx变量target的值为传入的target参数，以便于proxy_pass指令的调用。

条件匹配（示例：Header 版本控制）

获取本地请求头信息，赋值给变量local headers。
本地的版本号等于请求头中的“X-Version”键对应的值，若该键不存在，则默认为“v1”。
遍历routes.rules数组中的每个规则，对每一个进行循环处理。
若请求的URI与规则路径相匹配，并且规则头部的“X-Version”字段值等于指定版本，则。
        ngx.var.target = rule.target  
        return  
    end  
end  

4.4 规则修订及HTTP API的热更新（执行PUT操作于/update-routes路径）

ngx.req.read_body()  
获取到的本地数据被赋值给变量local data，该数据是通过ngx.req.get_body_data()方法获得的。
局部新的路线数据 = cjson解析得到的data
局部字典定义为ngx.shared.routes_cache
遍历新路线中的路径与目标，针对每一对路径与目标，进行操作。
设置路径为path，目标为target，并将缓存时间设定为3600秒，即1小时。
end  
ngx.say("路由更新成功")  

定时刷新（每 5 分钟从数据库同步）

定义一个局部函数，用于刷新路由。
从数据库中获取的路由信息，通过本地调用函数得到，即local routes = get_routes_from_db()。
局部字典定义为ngx.shared.routes_cache。
    dict:flush_all() -- 清空旧数据  
遍历路由对中的路径与目标，对每一对进行操作。
        dict:set(path, target)  
    end  
end  
-- 创建定时器  
ngx.timer.at(0) 函数调用了，用于在0秒后执行refresh_routes函数，并且设置了一个300秒的定时器。

4.5 错误处理与日志

-- 记录未匹配路由  
if not target then  
ngx.log(ngx.ERR, "无法找到对应的路由路径：", ngx.var.uri)
    ngx.exit(404)  
end  
-- 捕获脚本异常  
在执行该函数时，局部变量ok和err被定义，用于接收pcall调用的结果。
    -- 路由逻辑  
end)  
if not ok then  
ngx.log输出错误日志，内容为“路由处理出现故障：”，随后跟随着错误信息err。
    ngx.exit(500)  
end  

五、代码实现：从文件到部署5.1 项目结构

nginx配置文件名为nginx.conf，它是Nginx的主配置文件。
├── 路由配置文件：routes.json
├── lua/  
│   ├── 动态路由器脚本文件 # 负责处理路由的相关逻辑
└── route_updater.lua  # 规则更新功能模块

5.2 Nginx 完整配置

http {  
设置共享字典名为routes_cache，其容量上限为10兆字节。
设置 Lua 脚本搜索路径为 "/usr/local/openresty/lua/" 目录下的所有以 ".lua" 结尾的文件，路径分隔符使用分号和分号。
    server {  
        listen 80;  
        server_name localhost;  
        # 动态路由处理  
        location / {  
执行脚本文件时，指定使用位于 "/usr/local/openresty/lua/" 目录下的 "dynamic_router.lua" 文件进行 Lua 语言代码的加载。
            proxy_pass $target;  
            proxy_set_header Host $host;  
设置代理头部 X-Real-IP 为客户端的真实IP地址；
        }  
        # 路由更新接口  
        location /update-routes {  
执行内容通过加载Lua脚本文件，路径为/usr/local/openresty/lua/route_updater.lua。
        }  
    }  
}  

5.3 在dynamic_router.lua脚本中，实现了动态路由的核心功能。

local cjson = require "cjson"  
local routes = 引入 "routes_cache" 模块，以从公共内存中提取信息。
function handle_request()  
局部目标变量等于通过调用routes对象的get方法，并传入ngx变量中的uri值所获取的结果。
    if not target then  
        ngx.status = 404  
无法找到该路由，具体路径为：ngx.var.uri。
        return  
    end  
    ngx.var.target = target  
end  
handle_request()  

规则更新接口（route_updater.lua）

local cjson = require "cjson"  
local dict = ngx.shared.routes_cache  
ngx.req.read_body()  
局部变量 body 被赋值为通过 ngx.req.get_body_data() 方法获取的请求数据。
定义新的规则变量，通过cjson库对body内容进行解码处理。
遍历新规则中的路径与目标，对每一对路径和目标进行操作。
    dict:set(path, target)  
end  
ngx输出(cjson编码后的对象，其中包含状态码为"ok"，以及新规则的数量为#new_rules)。

5.4 测试与验证启动服务：

使用sudo命令执行openresty，配置文件路径为/usr/local/openresty/conf/nginx.conf。

发送请求：

执行curl命令，访问本地地址http://localhost，对/api/user接口进行请求。
请将此内容转发至http://backend1.local/user页面。

更新规则：

使用curl命令，以POST方法向本地服务器发送请求，目标地址为http://localhost/update-routes。
在发送请求时，请确保将内容类型设置为“application/json”，不得使用其他类型。
禁止对以下API接口进行修改：产品信息接口，其地址为http://backend3.local/product。

六、性能提升策略6.1 性能提升方法之一：采用共享内存缓存技术，利用 lua_shared_dict 来保存频繁访问的规则，以此降低输入输出操作的负担。例如：设定 lua_shared_dict routes 10m；（这意味着分配了10MB的内存空间，足以容纳大约10万条基础规则）。另外，采用异步方式对数据库进行访问：

在本地环境中，我们通过require关键字引入了名为resty.mysql的模块，并将其赋值给变量local mysql。
local db, err = mysql:new() 
db:set_timeout(1000) 
本地变量ok和res，通过调用db对象的query方法，执行了查询操作，该操作从routes表中选取了path和target字段。
db:close() 

负载均衡策略：

局部后端列表包括以下地址：http://b1，http://b2，以及http://b3。
局部索引等于数学随机函数在1和后端数量之间的取值。
ngx变量中的目标值被设置为位于索引位置的后端服务。

6.2 功能扩展场景6.3 监控与日志增强

log_by_lua_block {  
    local log = {  
        time = ngx.time(),  
        uri = ngx.var.uri,  
        target = ngx.var.target,  
        status = ngx.status,  
remote_addr变量被赋值为ngx.var.remote_addr的值。
    }  
使用ngx.log函数记录信息，并将日志内容通过cjson.encode方法进行编码处理。
}  

七、概括要点7.1 动态路由的利处及其应用场合7.2 OpenResty与Lua技术的核心意义7.3 未来的发展趋势八、参考资源8.1 正式文件8.2 Lua相关资料8.3 实际应用案例