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nginx 集成lua操作mysql的过程解析

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前言

lua是一夸小巧，灵活且高效的脚本语言，用标准C语言编写并以源代码形式开发，在很多业务场景下配合适当的设计，可以带来意想不到的效果；

举个常见的例子，现在几乎很多公司都会用到nginx作为代理服务器，假如现在有这么个需求，需要做黑名单过滤，或者在网关这一层做流控，这该怎么做呢？

实现思路

  • 直接在nginx做配置黑名单，通过编写逻辑块实现；
  • 在服务端（Java）中编写过滤器，在过滤器中统一拦截；
  • 在服务端（Java）中编写拦截器，在拦截器中统一拦截；

这里列举了3种实现的思路，至于实现方案，可能还有更多，但是我们想想，在nginx中编写逻辑块貌似不是很多人擅长的；在代码层面做不是不可以，而是这样一来，在涉及到高并发的业务高峰期，这必然会对后端服务造成较大的压力，那么还有没有其他更好的处理办法呢？

这就是要说的lua，即nginx作为网关仍然作为代理服务器，由于nginx可以集成lua，于是使用lua进行配合，来完成上面的业务实现的设计；

ngx_lua模块概念

  • ngx_lua模块由淘宝技术团队开发，通过将lua解释器集成进Nginx；
  • 可采用lua脚本实现业务逻辑，由于lua的紧凑、快速以及内建协程，所以在保证高并发服务能力的同时极大地降低了业务逻辑实现成本；

  • OpenRestry

  • OpenResty是一个基于Nginx与 Lua 的高性能 Web 平台，其内部集成了大量精良的 Lua库、第三方模块以及大多数的依赖项；用于方便地搭建能够处理超高并发、扩展性极高的动态 Web 应用、Web 服务和动态网关；
  • OpenResty内部已经集成了Nginx和Lua，所以使用起来会更加方便；

简单来说，直接安装并使用OpenRestry，就可以达到同时使用Nginx与Lua的效果，同时基于OpenRestry，还可以在内部操作其他中间件，比如mysql，redis，kafka等，这样就使得业务架构在设计上具备了更大的灵活性；

OpenRestry安装步骤

1、下载OpenRestry

wget https://openresty.org/download/openresty-1.15.8.2.tar.gz

2、解压缩文件

tar -zxf openresty-1.15.8.2.tar.gz

3、进入OpenResty目录执行配置

这一步有点类似于nginx的源码安装，进行相关的环境变量的配置，这里直接使用默认的就好；

./configure

4、 执行命令:make && make install

5、进入OpenResty的目录配置nginx

进入nginx目录，可以看到里面的目录和nginx自身安装完毕后的配置几乎一样

进入conf，找到nginx.conf配置文件，添加如下内容：

location /lua { 
    default_type 'text/html'; 
    content_by_lua 'ngx.say(" <h1>hello,openRestry lua</h1>")'; 
}

6、启动nginx并测试

进入nginx的sbin目录下启动nginx

启动完成后，浏览器访问下服务器即可，可以看到nginx本身服务已启动

然后访问上面配置的lua地址，可以看到也能够正常的访问到，说明openrestry的模块已经安装完毕

ngx_lua常用指令

使用Lua编写Nginx脚本的基本构建块是指令，指令用于指定何时运行用户Lua代码以及如何使用结果，下面针对一些常用的指令做简单的说明

1、init_by_lua*

该指令在每次Nginx重新加载配置时执行，用来完成一些耗时操作模块加载，或初始化一些全局配置

2、init_worker_by_lua*

该指令用于启动一些定时任务，如心跳检查、定时拉取服务器配置等

3、set_by_lua*

该指令只要用来给变量赋值，这个指令一次只能返回一个值，并将结果 值给Nginx中指定变量

4、rewrite_by_lua*

用于执行内部URL重写或者外部重定向，典型的如伪静态化URL重 写，本阶段在rewrite处理阶段的最后默认执行（和nginx自身的rewrite功能有类似的地方）

5、access_by_lua*

该指令用于访问控制，例如，只允许内网IP访问

6、content_by_lua*

该指令是使用最多的指令，大部分任务是在这个阶段完成的，其他过程往往为这个阶段准备数据，正式处理往往都在本阶段执行

7、header_filter_by_lua*

用于设置应答消息的头部信息

8、body_filter_by_lua*

该指令对响应数据进行过滤，如截断、替换

9、log_by_lua*

该指令用于log请求处理阶段，用Lua代码处理日志，但并不替换原有 log处理

10、balancer_by_lua*

该指令主要作用是用来实现上游服务器的负载均衡器算法

11、ssl_certificate_by_*

该指令作用在Nginx和下游服务开始一个SSL握手操作时将允许本配置项的Lua代码

一个使用指令的需求

接下来针对上面提到的各种指令，来做一个简单的需求

nginx接收到请求后，根据参数中gender传入的值，如果gender传入的是1 则在页面上展示 “先生” ， 如果gender传入的是0，则在页面上展示“女士”

代码实现

注意：使用指令编写的基本步骤是，在nginx.conf模块中，自定义localtion块中编写lua的相关代码即可

location /getByGender {
          default_type 'text/html';
          set_by_lua $param "

                local uri_args = ngx.req.get_uri_args()
                local gender = uri_args['gender']
                local name = uri_args['name']
                if gender =='1' then
                       return name..':先生'
                elseif gender=='0' then
                       return name..':女士'
                else
                       return name
                end
          ";
          charset utf-8;
          return 200 $param;
 }

然后启动nginx做一下测试

1）访问服务，不携带任何参数

这时候无任何返回信息

2）访问服务，携带name参数

3）访问服务，携带name和gender参数

更多的指令可以参照此类方式编写，但是前提需要掌握一点lua的基本语法

lua操作redis

Redis在系统中经常作为数据缓存、内存数据库使用，在各类互联网项目中扮演着非常重要的作用；

Lua-resty-redis库是OpenResty提供的一个操作Redis的接口库，可根据自己的业务情况做一些逻辑处理，适合做复杂的业务逻辑。所以下面将以Lua-resty-redis来进行说明。

lua-resty-redis环境准备

1、提前安装好redis并启动服务

2、测试下redis客户端

lua-resty-redis提供了访问Redis的详细API，包括创建对接、连 接、操作、数据处理等。这些API基本上与Redis的操作是对应起来的

lua-resty-redis常用API

1、lua中导入redis依赖

redis = require "resty.redis"

2、new，创建一个Redis对象

redis,err = redis:new()

3、创建redis连接

  • ok:连接成功返回 1，连接失败返回nil；
  • err:返回对应的错误信息；

ok,err=redis:connect(host,port[,options_table])

4、设置请求操作Redis的超时时间

redis:set_timeout(time)

5、close，关闭连接

  • 关闭当前连接，成功返回1；
  • 失败返回nil和错误信息；

ok,err = redis:close()

补充说明：

在lua-resty-redis中，所有的Redis命令都有自己的方法；方法名字和命令名字相同，只是全部为小写；

具体实现效果展示

在nginx.conf模块下，添加如下的location内容

location /redis {
    default_type "text/html";
    content_by_lua_block {
        local redis = require "resty.redis"     -- 引入 Redis
        local redisObj = redis:new()            --创建Redis对象
        redisObj:set_timeout(3000)              --设置超时数据为3s
        local ok,err = redisObj:connect("IP",6379)    --设置redis连接信息
        if not ok then                          --判断是否连接成功
            ngx.say("failed to connection redis",err)
            return
        end
        ok,err = redisObj:set("username","TOM")     --存入 数据
        if not ok then                              --判断是否存入成功
            ngx.say("failed to set username",err)
            return
        end
        local res,err = redisObj:get("username")    --从 redis中获取数据
        ngx.say(res) --将数据写会消息体中
        redisObj:close()
    }
}

重启nginx，进行测试，直接在浏览器访问一下如下地址，可以看到数据成功写入到redis


ngx_lua操作Mysql

MySQL是一个使用广泛的关系型数据库。在ngx_lua中，MySQL有两种访问模式,分别是

  • 用ngx_lua模块和lua-resty-mysql模块: 这两个模块是安装OpenResty时默认安装的；
  • 使用drizzle_nginx_module(HttpDrizzleModule)模块：需要单独

安装，这个库现不在OpenResty中

lua-resty-mysql

lua-resty-mysql是OpenResty开发的模块，使用灵活、功能强大，适合复杂的业务场景，同时支持存储过程访问；

lua-resty-mysql实现数据库查询

1、准备好mysql服务

2、提前创建一张表

CREATE TABLE `users` (
  `id` int(10) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `username` varchar(255) DEFAULT NULL,
  `birthday` date DEFAULT NULL,
  `salary` double(10,2) DEFAULT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;

并提前准备几条数据

INSERT INTO `mydb`.`users` (`id`, `username`, `birthday`, `salary`) VALUES ('1', 'xiaowang', '1991-03-15', '9000.00');
INSERT INTO `mydb`.`users` (`id`, `username`, `birthday`, `salary`) VALUES ('2', 'xiaoma', '1992-07-15', '8000.00');

lua-resty-mysql API说明

1、引入"resty.mysql"模块

local mysql = require "resty.mysql"

2、创建MySQL连接对象

遇到错误时，db为nil，err为错误描 述信息

db,err = mysql:new()

3、创建连接对象

ok,err=db:connect(options)

options是一个参数的 Lua表结构，里面包含数据库连接的相关信息

  • host:服务器主机名或IP地址
  • port:服务器监听端口，默认为3306
  • user:登录的用户名
  • password:登录密码
  • database:使用的数据库名

4、设置子请求的超时时间(ms)

包括connect方法

db:set_timeout(time)

5、关闭当前MySQL连接并返回状态

如果成功，则返回1；如果出现任 何错误，则将返回nil和错误描述

db:close()

6、异步向远程MySQL发送一个查询

如果成功则返回成功发送的字节 数；如果错误，则返回nil和错误描述

bytes,err=db:send_query(sql)

7、从MySQL服务器返回结果中读取一行数据

  • res返回一个描述OK包 或结果集包的Lua表
  • rows指定返回结果集的最大值，默认为4
  • 如果是查询，则返回一个容纳多行的数组。每行是一个数据列的 key-value对
res, err, errcode, sqlstate = db:read_result() res, err, errcode, sqlstate = db:read_result(rows)

返回结果类似下面这样

{ 
{id=1,username="TOM",birthday="1988-11- 11",salary=10000.0}, {id=2,username="JERRY",birthday="1989-11- 11",salary=20000.0} 
}

如果是增删改，则返回类似如下数据

{ 
	insert_id = 0, 
	server_status=2, 
	warning_count=1, 
	affected_rows=2, 
	message=nil 
}

返回值说明：

  • res:操作的结果集
  • err:错误信息
  • errcode:MySQL的错误码，比如1064
  • sqlstate:返回由5个字符组成的标准SQL错误码，比如 42000

具体操作案例

将下面的内容添加到server块，然后重启nginx

location /mysql {
     content_by_lua_block{
		default_type "text/html";
        local mysql = require "resty.mysql" 
        local db = mysql:new() 
        local ok,err = db:connect{ 
            host="127.0.0.1", 
            port=3306,
            user="root", 
            password="123456", 
            database="mydb"
        } 
            db:set_timeout(3000) 
            db:send_query("select * from users where id =1") 
            local res,err,errcode,sqlstate = db:read_result() 
            ngx.say(res[1].id..","..res[1].username..","..res[1]. birthday..","..res[1].salary)
            db:close()
    } 
}

可以看到，通过访问mysql这个路径，成功查询到数据库中ID为1的这条数据

使用cjson对查询结果进行格式化

从上面的返回结果来看，这种形式的返回数据在解析的时候其实并不是很友好，于是可以使用lua-cjson处理查询结果

使用步骤

步骤一：引入cjson

local cjson = require “cjson”

步骤二：调用cjson的encode方法进行类型转换

cjson.encode(res)

下面对上面程序模块做简单的改造

location /mysql-cjson {
		default_type "text/html";
     content_by_lua_block{
     	local cjson = require "cjson"
        local mysql = require "resty.mysql" 
        local db = mysql:new() 
        local ok,err = db:connect{ 
            host="127.0.0.1", 
            port=3306,
            user="root", 
            password="123456", 
            database="mydb"
        } 
            db:set_timeout(3000) 
            db:send_query("select * from users") 
            local res,err,errcode,sqlstate = db:read_result() 
            ngx.say(cjson.encode(res))
            for i,v in ipairs(res) do
                ngx.say(v.id..","..v.username..","..v.birthday..",".. v.salary)
            end
            db:close()
    } 
}

然后再次进行测试，这时候就以json的格式对数据进行了展现

增删改操作

location /mysql-cjson {
		default_type "text/html";
     content_by_lua_block{
     	local cjson = require "cjson"
        local mysql = require "resty.mysql" 

        local db = mysql:new() 

        local ok,err = db:connect{ 
            host="127.0.0.1", 
            port=3306,
            user="root", 
            password="123456", 
            database="mydb"
        } 
            db:set_timeout(3000) 
            -- 查询操作
            db:send_query("select * from users where id=1") 
			-- 插入数据
			--local res,err,errcode,sqlstate = db:query("insert into users(id,username,birthday,salary) values(3,'lifei','1995-10-17',3000)")
			-- 修改数据
			--local res,err,errcode,sqlstate = db:query("update users set username='lisi' where id = 1")
			-- 删除数据
			--local res,err,errcode,sqlstate = db:query("delete from users where id = 2")
            db:close()
    } 
}

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