Nginx學(xué)習(xí)：壓縮模塊Gzip

又是一個非常常見的模塊，Gzip 現(xiàn)在也是事實上的 Web 應(yīng)用壓縮標(biāo)準(zhǔn)了。隨便打開一個網(wǎng)站，在請求的響應(yīng)頭中都會看到 Content-Encoding: gzip這樣的內(nèi)容，這就表明當(dāng)前這個請求的頁面或資源使用了 Gzip 壓縮。

具體的壓縮算法咱們就不多說了，反正文字類的，相同字符越多的壓縮效果越好。這也是大部分壓縮算法的特點。其它的，咱們就直接看配置吧。

今天學(xué)習(xí)的內(nèi)容都是可以設(shè)置在 http、server、location 中的，有特殊情況的我會單獨說。

Gzip

Gzip 模塊的全稱是 ngx_http_gzip_module ，是包含在 Nginx 源碼中的，不需要再獨立的編譯。它是一個使用 “gzip” 壓縮算法壓縮響應(yīng)的過濾器，通常有助于將傳輸數(shù)據(jù)的大小減少一半甚至更多。需要注意的是，使用 SSL/TLS 協(xié)議時，壓縮響應(yīng)可能會受到 BREACH 攻擊。我們先來看 Gzip 配置指令，然后下一小節(jié)再看一個綜合測試。

gzip

啟用或禁用響應(yīng)的 Gzip 壓縮功能。

gzip on | off;

默認(rèn)是 off 的，在 nginx.conf.default 中是有它的注釋的。一般來說，我們會在一個服務(wù)器上直接在 http 模塊中配置全部的站點是否都開啟 Gzip ，當(dāng)然，也有可能會針對某個站點單獨在對應(yīng)的 server 中開啟。而在 location 中，往往是讓某些路徑或文件資源不開啟 Gzip 。這是為啥呢？

要知道，壓縮是 CPU 密集型的操作，要耗費 CPU 資源的。特別是對于特別大的文件和特別高的壓縮率。因此，圖片和視頻或者非常大的文件其實并不是很適合去進(jìn)行 Gzip 壓縮的，并且 Gzip 壓縮還會加上自己的壓縮頭，反而會讓這類文件變得更大，比如說 JPG 文件。這種文件本來就是通過圖形壓縮算法壓縮過的，再上一道 Gzip 其實意義不大，而且很可能還會變得比原來更大。

因此，最合適壓縮的，還是普通的文本類型的響應(yīng)，比如純文本文件、html/css/js響應(yīng)、xml、JSON數(shù)據(jù)等等。

gzip_buffers

設(shè)置用于壓縮響應(yīng)的緩沖區(qū)的數(shù)量和大小。

gzip_buffers number size;

默認(rèn)情況下，緩沖區(qū)大小等于一內(nèi)存頁。這是 4K 或 8K，具體取決于平臺。

gzip_comp_level

設(shè)置響應(yīng)的 gzip 壓縮級別。

gzip_comp_level level;

默認(rèn)值是 1 ，可接受的值在 1 到 9 的范圍內(nèi)。數(shù)值越大，壓縮比率越高，文件越小，但 CPU 耗費資源也越高。小數(shù)值就是反過來的。通常來說，要么不配置用 1 ，要么 3、4、5 左右即可。

和壓縮比率對應(yīng)的還有一個變量 $gzip_ratio，這個變量沒法直接 return 出來，只能記錄到日志中，大家可以復(fù)用之前 的那個 vvv 日志的配置，然后添加上這個變量，看看每個請求具體實現(xiàn)的壓縮比是多少，計算為原始響應(yīng)大小和壓縮響應(yīng)大小之間的比率。

gzip_disable

禁用對具有匹配任何指定正則表達(dá)式的“User-Agent”標(biāo)頭字段的請求的響應(yīng)的 gzip 壓縮。

gzip_disable regex ...;

特殊掩碼“msie6” (0.7.12) 對應(yīng)于正則表達(dá)式“MSIE [4-6].”，但運(yùn)行速度更快。從 0.8.11 版開始，“MSIE 6.0; ... SV1”不包含在此掩碼中。

其實就是針對指定的匹配到的 User-Agent 中的瀏覽器關(guān)鍵字段，不啟用 Gzip 壓縮。

gzip_http_version

設(shè)置壓縮響應(yīng)所需的請求的最低 HTTP 版本。

gzip_http_version 1.0 | 1.1;

默認(rèn)值是 1.1 ，這個基本沒啥人改了，現(xiàn)在 1.1 已經(jīng)很普遍了。

gzip_min_length

設(shè)置將被壓縮的響應(yīng)的最小長度。

gzip_min_length length;

默認(rèn)值是 20 ，就是不到這個長度的，就不壓縮了。長度僅由 “Content-Length” 響應(yīng)頭字段確定。

gzip_proxied

根據(jù)請求和響應(yīng)啟用或禁用代理請求的響應(yīng) gzip 壓縮。

gzip_proxied off | expired | no-cache | no-store | private | no_last_modified | no_etag | auth | any ...;

默認(rèn)值是 off ，請求被代理的結(jié)果是由“Via”請求頭字段的存在決定的。該指令接受多個參數(shù)：

• off 禁用所有代理請求的壓縮，忽略其他參數(shù)
• expired 如果響應(yīng)標(biāo)頭包含帶有禁用緩存值的“Expires”字段，則啟用壓縮
• no-cache 如果響應(yīng)頭包含帶有“no-cache”參數(shù)的“Cache-Control”字段，則啟用壓縮
• no-store 如果響應(yīng)頭包含帶有“no-store”參數(shù)的“Cache-Control”字段，則啟用壓縮
• private 如果響應(yīng)頭包含帶有“private”參數(shù)的“Cache-Control”字段，則啟用壓縮
• no_last_modified 如果響應(yīng)頭不包含“Last-Modified”字段，則啟用壓縮
• no_etag 如果響應(yīng)頭不包含“ETag”字段，則啟用壓縮
• auth 如果請求標(biāo)頭包含“授權(quán)”字段，則啟用壓縮
• any 為所有代理請求啟用壓縮

官方的解釋是 僅將響應(yīng)壓縮到不會在代理服務(wù)器上緩存的請求是合理的，代理請求主要指的是一些高速緩存服務(wù)器或 CDN 網(wǎng)絡(luò)，和 gzip_vary 指令類似。通過請求的 Via 請求頭，判斷當(dāng)前的請求是不被代理轉(zhuǎn)發(fā)過來的請求，如果有這個參數(shù)，那么 gzip_proxied 就會生效。

gzip_types

對除了 “text/html” 之外，還啟用對指定 MIME 類型的響應(yīng)的 gzip 壓縮。

gzip_types text/html;

特殊值 “*” 匹配任何 MIME 類型 (0.8.29)。默認(rèn)值 “text/html” 類型的響應(yīng)總是被壓縮的。

比如說，你想要壓縮 JSON、XML 和 JPG 類型的資源，就可以這么配。

gzip_types application/json text/xml image/jpeg;

不用再加 text/html ，默認(rèn)它就一直存在，寫上了反而會報重復(fù)的錯誤。

gzip_vary

如果指令 gzip、gzip_static 或 gunzip 處于活動狀態(tài)，則啟用或禁用插入 “Vary: Accept-Encoding” 響應(yīng)頭字段。

gzip_vary on | off;

默認(rèn)值是 off 的，Vary 是 HTTP 中響應(yīng)頭的一個標(biāo)識，主要是和緩存代理服務(wù)器響應(yīng)有關(guān)，針對現(xiàn)在比較流行的一些云服務(wù)，比如高速緩存中間件或者 CDN 網(wǎng)絡(luò)。如果開啟的話，就會添加一個上面那樣的響應(yīng)頭，告訴緩存代理服務(wù)器緩存兩種版本的資源：壓縮和非壓縮的，這有助于避免一些公共代理不能正確地檢測 Content-Encoding 標(biāo)頭的問題。

假設(shè)有兩個客戶，一個使用的舊瀏覽器不支持壓縮，一個使用新的瀏覽器支持壓縮，如果他們都請求同一個網(wǎng)頁，那么取決于誰先請求，壓縮或非壓縮版本便存儲在CDN上。這樣問題就出現(xiàn)了，舊瀏覽器請求常規(guī)網(wǎng)頁但獲得緩存的壓縮版本，而新瀏覽器會獲得緩存的非壓縮版本但嘗試去“解壓”它。無論哪種方式都是壞消息。解決方法是，源服務(wù)器回送“Vary: Accept-Encoding”。如果你的網(wǎng)站使用了這些中間件或者 CDN ，記得開啟它哦。

綜合測試

先來一個整體的配置，我們直接到 http 下面去配置，這樣的話所有的站點所有的目錄都可以啟用 Gzip 了，比較方便。

// http 下
gzip on;
gzip_comp_level 1;
gzip_min_length 16;
gzip_types text/plain image/jpeg;
gzip_vary on;
#gzip_disable ~ Chrome;
#gzip_proxied any;

下面兩個注釋我們后面再說，先看看效果，配置上述內(nèi)容之后，訪問所有的頁面都會在響應(yīng)頭中返回 Content-Encoding: gzip這個內(nèi)容，這就表示 Gzip 壓縮已經(jīng)啟用了。那么是真的嗎？咱們用 WireShark 抓包試試。

首先是關(guān)閉 Gzip 狀態(tài)下抓到的數(shù)據(jù)。

可以看到，數(shù)據(jù)是以原文展示的，說明就是返回的普通文本字符串?，F(xiàn)在咱們看看打開 Gzip 的效果。

好嘛，直接變亂碼了，這就說明 Gzip 確實是啟用了。如果文件內(nèi)容不多，可能在瀏覽器返回的 Length 中看不到太大的差別，那么我們就可以自己寫一個大點的頁面，或者之前使用 php 循環(huán)輸出多點內(nèi)容。gzip_vary 開啟后，響應(yīng)頭會有 Vary: Accept-Encoding這樣的內(nèi)容返回回來， gzip_types 大家也可以自己測測，不添加那兩個，直接訪問 JPG 圖片或者 txt 文檔看看有沒有壓縮。這兩個比較直觀就不解釋了，咱們主要看看別的。

壓縮級別，這里我直接使用之前的那個循環(huán)打印10000 次 $_SERVER的 PHP 文件來操作。另外，我們也可以調(diào)整一下 gzip_comp_level 的級別，一起看下效果。

怎么樣，效果還是很明顯的吧，返回的大小直接從 14.7M 變成了最小 74.1k 。因為我們的循環(huán)內(nèi)容都是一樣的，所以壓縮比率非常高。查看等級 1 在日志中記錄的 $gzip_ratio達(dá)到了 67.31 ，而 9 的比例為 185.65 。

大小限制

在上面的配置中，我們設(shè)置了一個 gzip_min_length 16，表示小于 16 個字節(jié)的不會進(jìn)行 Gzip 壓縮，為啥是這個值呢？因為好測嘛，我們之前有個 a.txt 文件，里面的內(nèi)容是 this is a.txt.字符是 14 個，加上換行符正好 15 個字符。另外，記得還要配置 gzip_types ，把 text/plain 加上哦。

大家可以自己進(jìn)行測試，直接訪問 a.txt 是不會壓縮的，修改 gzip_min_length 小于 16 之后，就會進(jìn)行壓縮了。

gzip_disable 與 gzip_proxied

在上面的配置中，gzip_disable 我配置的就是過濾掉 Chrome 瀏覽器，大家可以自己試試打開注釋后，Chrome 瀏覽器訪問還有沒有 Gzip 。另一個的測試也不麻煩，可以使用 Postman ，添加一個請求頭 Via ，值隨便寫，然后就會發(fā)現(xiàn)所有頁面或資源的 Gzip 都失效了?，F(xiàn)在打開注釋，Gzip 又開始生效了。注意，gzip_proxied 判斷的條件就是請求頭有沒有 Via ，至于 Via 的值是什么并不重要，咱們只是測試嘛。這個其實是針對于當(dāng)前系統(tǒng)是否為被反向代理的，比如 CDN 的回源，當(dāng) CDN 回源到我們本地服務(wù)器時，或者其它 Nginx 反向代理到當(dāng)前服務(wù)器時，就會加上，Via 請求頭，正常情況下 Gzip 就不會對這些請求進(jìn)行壓縮處理了。gzip_proxied 就是用來控制這部分內(nèi)容的，之前測試，如果在有 Via 請求頭的情況下設(shè)置為 private ，則響應(yīng)內(nèi)容不包含 Cache-Control private，所有的 Gzip 都不生效，但是后期測好像又沒用了，設(shè)置 gzip_proxied private;就和設(shè)置成 any 的效果一樣。好吧，不糾結(jié)了，這一塊如果有了解的小伙伴歡迎留言指導(dǎo)。

GunZip

其實一般情況下，有上面 Gzip 模塊的內(nèi)容就夠用了。但是 Nginx 還提供了兩個和 Gzip 相關(guān)的拓展模塊。這兩個模塊都需要額外安裝，不是在 Nginx 源碼中的。第一個就是 ngx_http_gunzip_module 模塊，GunZip 的作用是使用“Content-Encoding: gzip”為不支持“gzip”編碼方法的客戶端解壓縮響應(yīng)。當(dāng)需要存儲壓縮數(shù)據(jù)以節(jié)省空間和降低 I/O 成本時，該模塊將很有用。

說人話，就是客戶端如果不支持 Gzip 壓縮，那么開啟了這個模塊功能之后，就還是會把 Gzip 的壓縮內(nèi)容反解壓回去再響應(yīng)給客戶端。其實現(xiàn)在這個模塊已經(jīng)沒啥用了，畢竟基本上所有的客戶端或瀏覽器都是支持 Gzip 解壓的。但是，不排除有特殊需求吧。它是通過添加 --with-http_gunzip_module 參數(shù)在 configure 時來進(jìn)行編譯安裝的，只有兩個配置項。

gunzip

為缺乏 gzip 支持的客戶端啟用或禁用 gzip 響應(yīng)的解壓縮。

gunzip on | off;

默認(rèn)值是 off ，也就是關(guān)閉的。如果啟用，則在確定客戶端是否支持 gzip 時還會考慮以下指令：gzip_http_version、gzip_proxied 和 gzip_disable。要測試的話，其實可以使用 Postman ，將請求頭中的 Accept-Encoding：gzip去掉。這樣，即使不動上面的那些配置，也就是保持 gzip 是開啟的狀態(tài)，返回的結(jié)果通過 WireShark 查看也是原文數(shù)據(jù)。大家可以測試一下哦。

gunzip_buffers

設(shè)置用于解壓縮響應(yīng)的緩沖區(qū)的數(shù)量和大小。

gunzip_buffers number size;

默認(rèn)情況下，緩沖區(qū)大小等于一內(nèi)存頁。這是 4K 或 8K，具體取決于平臺。

gzip_static

這個模塊從名字上來看，好像是什么靜態(tài) Gzip 的意思，其實它是允許發(fā)送帶有“.gz”文件擴(kuò)展名的預(yù)壓縮文件而不是常規(guī)文件。它的命名是 ngx_http_gzip_static_module 模塊，也不是包含在 Nginx 核心源碼中的，需要通過 --with-http_gzip_static_module 編譯安裝，只有一個配置項。

gzip_static on | off | always;

默認(rèn)是 off ，啟用（“on”）或禁用（“off”）檢查預(yù)壓縮文件的存在。還需要配合考慮了以下指令：gzip_http_version、gzip_proxied、gzip_disable 和 gzip_vary。

使用“always”值 (1.3.6)，gzip 壓縮文件在所有情況下都使用，而不檢查客戶端是否支持它。如果磁盤上沒有未壓縮的文件或者使用了 ngx_http_gunzip_module，這將很有用。

可以使用 gzip 命令或任何其他兼容的命令來壓縮文件。建議原文件和壓縮文件的修改日期和時間一致。

網(wǎng)上關(guān)于這個模塊的資料很少，但通過上面官方文檔中的描述，大概可以猜測到，就是我們可以在命令行通過 gzip 命令工具或者通過其它動態(tài)程序提前壓縮好文件，和原始文件保持相同的名稱，只是后綴名變成 .gz 的。然后盡量讓它們的修改日期和時間一致。這樣如果是開啟 Gzip 的情況下，Nginx 就會直接發(fā)送 .gz 的這個預(yù)壓縮文件，而不用自己再壓縮一遍，能夠有效減少壓縮所帶來的 CPU 消耗。

那么我們就拿 a.txt 來測試一下，首先使用 gzip 壓縮一下，生成了一個 a.txt.gz 文件。

[root@localhost html]# gzip a.txt

不加任何參數(shù)的話，原來的 a.txt 直接就被打包成了 a.txt.gz 文件，原始文件也不存在了。然后編譯安裝 ngx_http_gzip_static_module 模塊，之后也在 http 模塊下設(shè)置 gzip_static on;。直接訪問 a.txt ，還是可以直接返回正常的文件響應(yīng)。

接下來，我們再創(chuàng)建一個 a.txt 文件，讓文件的內(nèi)容與之前的文件略有不同。然后在請求的時候加上 Via 頭，這樣請求就不會走 gzip 了。這樣就可以測試出在沒有 Via 頭的情況下，使用 gzip_static 確實直接就是使用 a.txt.gz 文件，而使用了 Via 就會看到原始的 a.txt 文件了。大家一定要自己測試一下哦。

總結(jié)

關(guān)于 Gzip 的內(nèi)容相信大家還是比較好懂的，因為接觸過這個的同學(xué)可能非常多。不管你是做網(wǎng)站開發(fā)還是寫接口，減少帶寬流量，優(yōu)化加載速度，通過 Gzip 都是非常方便的。其實大家應(yīng)該看出來了，大部分情況下，其實我們只需要配置 gzip和 gzip_types就可以了，有需要的話可以再配一下壓縮比率 gzip_comp_level，有這三個足以應(yīng)付 9 成以上的業(yè)務(wù)需求了。

另外需要注意就是對于圖片、流媒體這些，建議不要用，不過大家還是要自己試試，有的時候確實有效，有的時候真的會變得更大，這個東西吧，自己不試試是不知道的。另外順便提一個靜態(tài)資源的優(yōu)化點，圖片資源盡量使用 JPG ，因為它本身就是壓縮類型的，同樣的圖片會比 PNG 或 GIF 要小。

參考文檔：

http:///en/docs/http/ngx_http_gzip_module.html

http:///en/docs/http/ngx_http_gunzip_module.html

http:///en/docs/http/ngx_http_gzip_static_module.html