Nginx使用Gzip算法對報文進行壓縮詳解

什么是HTTP壓縮

有時候客戶端和服務(wù)器之間會傳輸比較大的報文數(shù)據(jù)，這時候就占用較大的網(wǎng)絡(luò)帶寬和時長。為了節(jié)省帶寬，加速報文的響應(yīng)速速，可以將傳輸?shù)膱笪臄?shù)據(jù)先進行壓縮，然后再進行傳輸。

HTTP支持多種報文壓縮算法，下面是一個普通的請求頭，從Accept-Encoding字段可以看出支持gzip、deflate和br壓縮算法。本文我們重點講使用Gzip算法對報文進行壓縮，比如Gzip來壓縮HTML,Javascript, CSS文件，壓縮完后能大大減少網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，提高了用戶顯示網(wǎng)頁的速度。

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

任何技術(shù)都是雙面的，HTTP壓縮雖然能減少帶寬占用加快響應(yīng)速度，但是因為需要額外的壓縮和解壓的過程，所以會占用些客戶端或服務(wù)器端的計算資源。

了解HTTP的讀者知道，可以對HTTP的報文體進行編碼加密。其實HTTP壓縮是一種特殊的編碼方式，使用這種編碼方式可以將報文大大減少，使用對應(yīng)的解法方式又能還原最初的報文。（我們可以看出，其實壓縮技術(shù)的本質(zhì)就是一種編碼方式）

HTTP壓縮的使用場景

從上面對于HTTP壓縮的介紹可以看出，這種技術(shù)是一種優(yōu)化技術(shù)，常常用于壓縮服務(wù)器端返回的報文以達到節(jié)省帶寬加速響應(yīng)的目的。

下面簡單介紹一個HTTP使用Gzip壓縮的過程。

• 瀏覽器發(fā)送Http request 給Web服務(wù)器, request 中有Accept-Encoding: gzip, deflate, br。 (告訴服務(wù)器，瀏覽器支持gzip壓縮)
• Web服務(wù)器接到request后， 先生成原始的Response, 其中有原始的Content-Type和Content-Length。
• Web服務(wù)器通過Gzip，來對Response進行編碼， 編碼后header中有Content-Type和Content-Length(壓縮后的大小)， 并且增加了Content-Encoding:gzip. 然后把Response發(fā)送給瀏覽器。
• 瀏覽器接到Response后，根據(jù)Content-Encoding:gzip來對Response進行解碼。 獲取到原始response后， 然后顯示出網(wǎng)頁。

客戶端也可以發(fā)送壓縮數(shù)據(jù)給服務(wù)端，通過代碼將請求數(shù)據(jù)解壓即可，規(guī)范起見同樣要在請求中加入Content-Encoding:gzip

用Nginx實現(xiàn)HTTP壓縮

Nginx提供了對HTTP Gzip壓縮的支持，這邊我們就來看看適應(yīng)Nginx怎么對返回報文進行壓縮。

Nginx中通過ngx_http_gzip_module模塊、ngx_http_gzip_static_module模塊和ngx_http_gunzip_module模塊來對Gzip功能進行支持。一般情況下Nginx默認會編譯
這些模塊，可以通過nginx -V命令看下你安裝的nginx是否包含了這些模塊。

Gzip相關(guān)的指令可以在配置文件的http塊、server塊或者location塊中。

ngx_http_gzip_module模塊

ngx_http_gzip_module模塊主要負責Gzip功能的開啟和設(shè)置，對響應(yīng)數(shù)據(jù)進行在線實時壓縮。該模塊包含以下主要指令。

# 開啟或者關(guān)閉Gzip功能,默認情況下，該指令設(shè)置為off，即不啟用Gzip功能。只有將該指令設(shè)置為on時，其他指令設(shè)置才有效
gzip on | off

# 設(shè)置Gzip壓縮文件使用緩存空間的大小
# 默認值是：gzip_buffers 32 4k|16 8k
gzip_buffers number size;

# 該指令用于設(shè)定Gzip壓縮程度，包括級別1到級別9。
# 級別1表示壓縮程度最低，壓縮效率最高；級別9表示壓縮程度最高，壓縮效率最低，最費時間。
# 默認是1
gzip_comp_level level

# 針對不同種類客戶端發(fā)起的請求，可以選擇性地開啟和關(guān)閉Gzip功能。
# 支持正則表達式，其中，regex 根據(jù)客戶端的瀏覽器標志（User-Agent，UA）進行設(shè)置。
gzip_disable regex ...;

# 該設(shè)置使用了正則表達式，其可以匹配UC字符串中包含MSIE 4、MSIE 5和MSIE6的所有瀏覽器。
# 響應(yīng)這些瀏覽器發(fā)出的請求時，Nginx服務(wù)器不進行Gzip壓縮。
gzip_disable MSIE [4-6]\.;

# 早期的一些瀏覽器或者HTTP客戶端，可能不支持Gzip自解壓，因此用戶有時會看到亂碼，所以針
# 對不同的HTTP協(xié)議版本，需要選擇性地開啟或者關(guān)閉Gzip功能。該指令用于設(shè)置開啟Gzip功能的最低HTTP協(xié)議版本。
# 默認設(shè)置為1.1版本，即只有客戶端使用1.1及以上版本的HTTP協(xié)議時，才使用Gzip功能對響應(yīng)輸出數(shù)據(jù)進行壓縮。
# 從目前來看，絕大多數(shù)的瀏覽器都支持Gzip自解壓，一般采用默認值即可.
zip_http_version 1.0 | 1.1;

# 該指令設(shè)置頁面的字節(jié)數(shù)，當響應(yīng)頁面的大小大于該值時，才啟用Gzip功能。
# 建議設(shè)置成gzip_min_length 1024;
gzip_min_length length;

# 用于設(shè)置Nginx服務(wù)器是否對后端服務(wù)器返回的結(jié)果進行Gzip壓縮;
# 一般情況下，后端都是用來做restAPI接口，返回的數(shù)據(jù)量不會太大，不建議進行壓縮
# 真的需要對后端返回的數(shù)據(jù)進行壓縮是可以再看下這塊的內(nèi)容
gzip_proxied off | expired | no-cache | no-store | private | no_last_modified | no_etag | auth | any ...;

# 設(shè)置MIME類型，被設(shè)置的類型將被壓縮，默認值是：text/html
# 該變量還可以取“*”，表示對所有MIME類型的頁面數(shù)據(jù)進行Gzip壓縮
# 一般可以設(shè)置成：gzip_types text/plain application/javascript text/css text/xml
gzip_types mime-type ...;

# 開啟后的效果是在響應(yīng)頭部添加了Accept-Encoding: gzip
gzip_vary on | off;

ngx_http_gzip_static_module模塊

ngx_http_gzip_static_module模塊主要負責搜索和發(fā)送經(jīng)過Gzip功能預壓縮的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)以“.gz”作為后綴名存儲在服務(wù)器上。如果客戶端請求的數(shù)據(jù)在之前被壓縮過，并且客戶端瀏覽器支持Gzip壓縮，就直接返回壓縮后的數(shù)據(jù)。

該模塊與ngx_http_gzip_module模塊的不同之處主要在于，該模塊使用的是靜態(tài)壓縮，在HTTP響應(yīng)頭部包含Content-Length頭域來指明報文體的長度，用于服務(wù)器可確定響應(yīng)數(shù)據(jù)長度的情況；而后者默認使用Chunked編碼的動態(tài)壓縮，其主要適用于服務(wù)器無法確定響應(yīng)數(shù)據(jù)長度的情況，比如大文件下載的情形，這時需要實時生成數(shù)據(jù)長度。

該模塊指令的使用和ngx_http_gzip_static_module模塊類似，這邊就不再具體展開了。大家可以參考官方文檔

該模塊是Nginx服務(wù)器的可選HTTP模塊，如果要使用，必須在Nginx程序配置時添加--with-http_gzip_static_module指令。

ngx_http_gunzip_module模塊

Nginx服務(wù)器支持對響應(yīng)輸出數(shù)據(jù)流進行Gzip壓縮，這對客戶端瀏覽器來說，需要有能力解壓和處理Gzip壓縮數(shù)據(jù)，但如果客戶端本身不支持該功能，就需要Nginx服務(wù)器在向其發(fā)送數(shù)據(jù)之前先將該數(shù)據(jù)解壓。這些壓縮數(shù)據(jù)可能來自于后端服務(wù)器壓縮產(chǎn)生或者Nginx服務(wù)器預壓縮產(chǎn)生。ngx_http_gunzip_module模塊便是用來針對不支持Gzip壓縮數(shù)據(jù)處理的客戶端瀏覽器，對壓縮數(shù)據(jù)進行解壓處理的.

同樣，對這個模塊的指令使用就不具體展開了，大家可以參考官方文檔

現(xiàn)代的瀏覽器一般都支持壓縮功能，所以這個模塊使用到的幾率較小。

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;

為了使得Nginx服務(wù)器能夠在全局范圍內(nèi)應(yīng)用Gzip壓縮功能，可以將Gzip配置放在了http全局塊中。如果要對各個虛擬主機差別性對待，我們可以在對應(yīng)的server
塊中添加各自的Gzip配置指令；

閱讀延伸

平時開發(fā)的應(yīng)用中可能不是所有的應(yīng)用都使用了Nginx，看看其他Web服務(wù)器怎么開啟對HTTP壓縮的支持。

1. Spring Boot中內(nèi)嵌的Tomcat開啟壓縮功能

Tomcat作為servet容器+http server，也是支持gzip壓縮的。使用傳統(tǒng)的Tomcat的話，我們只需要在server.xml配置開啟HTTP壓縮即可。
在embed版本下需要通過代碼來配置。spring-boot內(nèi)置的tomcat是embed版本，通過內(nèi)置的autoconfig機制已經(jīng)做了一些默認tomcat配置，但是對于一些不常用/高級的配置，spring-boot并沒有提供入口。

不過由于spring bean的特性，可以覆蓋默認裝配的bean，包括tomcat相關(guān)的配置。使用TomcatConnectorCustomizer接口可以開啟壓縮配置。

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
  }
 }
}

關(guān)于Tomcat對于HTTP壓縮的支持，大家可以從Tomcat的CompressionConfig這個類開始尋找線索。

其實如果只是簡單開啟對壓縮功能的支持的話，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

總結(jié)

到此這篇關(guān)于Nginx的Gzip功能的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Nginx的Gzip功能內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！