Nginx的client_header_buffer_size和large_client_header_buffers学习
之前看到有人写的一篇关于nginx配置中large_client_header_buffers的问题排查的文章，其中提到：
large_client_header_buffers 虽然也可以在server{}内生效，但是只有 低于 nginx主配置中的值才有意义。
对这个结论，我心存疑虑，总觉得这种设计很奇怪，于是自己做了个测试，希望能了解的更深入一些。
测试方法
nginx主配置中加入配置项：（在主配置中将header大小控制在1k）
http {
include mime.types;
default_type application/octet-stream;
large_client_header_buffers 4 1k;
......
}
删除所有干扰vhost，仅留下一个：
server {
listen 80;
server_name www.job360.com;
large_client_header_buffers 4 1m;
......
}
构造请求的shell：（构造header超过1k的请求）
#!/bin/bash url="http://www.job360.com/test.html?debug=1"
for i in {0..1000}
do
var="v$i"
url="${url}&$var=$i"
donecurl $url -x 127.0.0.1:80 -v
第一次测试结果
测试得到的结果和之前看到的文章的结果不同，该长url请求成功被nginx处理。
什么情况啊？于是查看和文章中环境上的不同，发现很重要的一点：我只有这一个vhost。
于是添加了另外一个vhost，添加vhost配置如下：（没有设置 large_client_header_buffers）
server {
listen 80;
server_name db.job360.com;
......}
第二次测试结果
测试发现，nginx依旧可以处理该长url请求。
再次思考不同点，想到：这些vhost是被主配置中include进来的，是否会和读取顺序有关呢？
于是再次调整配置，将两个vhost放到了一个conf文件中，配置如下：
server { listen 80; server_name db.job360.com; ...... }server {
listen 80;
server_name www.job360.com;
large_client_header_buffers 4 1m;
......
}
第三次测试结果
得到和文章中相同的结果，nginx返回414 Request-URI Too Large。
带着好奇心，我颠倒了下两个vhost的顺序，如下：
server { listen 80; server_name www.job360.com; large_client_header_buffers 4 1m; ...... }server {
listen 80;
server_name db.job360.com;
......
}
第四次测试结果
nginx成功处理该长url请求。
初步结论
通过上面的现象，我得到一个初步结论：在第一个vhost中配置的large_client_header_buffers参数会起作用。
好奇怪的现象啊，我对自己得出的结论也是心存疑惑，于是决定从手册中好好读下控制header_buffer相关的指令。
从手册上理解nginx有关header_buffer配置指令
从手册上找到有两个指令和header_buffer有关：
对nginx处理header时的方法，学习后理解如下：
- 先处理请求的request_line，之后才是request_header。
- 这两者的buffer分配策略相同。
- 先根据client_header_buffer_size配置的值分配一个buffer，如果分配的buffer无法容纳 request_line/request_header，那么就会再次根据large_client_header_buffers配置的参数分配large_buffer，如果large_buffer还是无法容纳，那么就会返回414（处理request_line）/400（处理request_header）错误。
根据对手册的理解，我理解这两个指令在配置header_buffer时的使用场景是不同的，个人理解如下：
- 如果你的请求中的header都很大，那么应该使用client_header_buffer_size，这样能减少一次内存分配。
- 如果你的请求中只有少量请求header很大，那么应该使用large_client_header_buffers，因为这样就仅需在处理大header时才会分配更多的空间，从而减少无谓的内存空间浪费。
为了印证自己对两个配置指令的理解，我把large_client_header_buffer换成client_header_buffer_size，重新跑上面的多种测试，得到了和之前各种场景相同的结论。
手册上也只是说明了这两个指令的使用场景，没有说更多的东西了，之前的疑惑还是没有得到解答，那么只有最后一招了，也是绝招：从源码中寻找答案！
源码学习
这里从client_header_buffer_size指令入手，先查看这个指令的定义部分：
{ ngx_string("client_header_buffer_size"), NGX_HTTP_MAIN_CONF|NGX_HTTP_SRV_CONF|NGX_CONF_TAKE1, //可以定义在http{}或server{}中，需要携带一个参数 ngx_conf_set_size_slot, //参数意义为size，使用nginx预定义的解析size参数方法解析 NGX_HTTP_SRV_CONF_OFFSET, //将参数值放到srv级别的conf中 offsetof(ngx_http_core_srv_conf_t, client_header_buffer_size), //解析后放到ngx_http_core_srv_conf_t结构体的client_header_buffer_size中 NULL },src/http/ngx_http_core_module.c
由定义看到，我们在server{}中解析到的值会和http{}中的值做一次merge，作为该server{}下的最终值。查看merge相关的逻辑：
ngx_conf_merge_size_value(conf->client_header_buffer_size, //conf代表server{}，prev代表http{} prev->client_header_buffer_size, 1024);src/http/ngx_http_core_module.c
#define ngx_conf_merge_size_value(conf, prev, default) \
if (conf == NGX_CONF_UNSET_SIZE) { \
conf = (prev == NGX_CONF_UNSET_SIZE) ? default : prev; \
}
src/core/ngx_conf_file.h
从这段逻辑中得到结论：如果我们在server{}中配置了client_header_buffer_size，那么针对这个server{}块的最终值应该就是我们配置的值。
为了印证我的结论，我重新写了vhost配置，并在代码中加入调试信息，把最终结果打印出来：
http {
include mime.types;
default_type application/octet-stream;
large_client_header_buffers 4 1k;
......
server {
listen <span class="hljs-number">80</span>;
server_name db.job360.com;
......
}
server {
listen <span class="hljs-number">80</span>;
server_name www.job360.com;
large_client_header_buffers <span class="hljs-number">4</span> <span class="hljs-number">1</span>m;
......
}
}
调试代码：
printf("buffer before merge:\nchild: %lu\nparent: %lu\n\n", conf->client_header_buffer_size, prev->client_header_buffer_size); ...... ngx_conf_merge_size_value(conf->client_header_buffer_size, prev->client_header_buffer_size, 1024); ...... printf("buffer after merge:\nchild: %lu\nparent: %lu\n\n", conf->client_header_buffer_size, prev->client_header_buffer_size);src/http/ngx_http_core_module.c
重新编译nginx，测试每个server{}中client_header_buffer_size的最终值为：
buffer before merge: child: 18446744073709551615 //由于第一个server{}中没有配置，所以这个是-1（NGX_CONF_UNSET_SIZE）的unsigned long int表示 parent: 1024 //http{}中配置为1k
buffer after merge:
child: 1024
parent: 1024
buffer before merge:
child: 1048576 //第二个server{}中配置为1m
parent: 1024buffer after merge:
child: 1048576
parent: 1024
从值的最终结果看，的确是之前设置的1m，但是请求时却返回了414。
由于将两个server{}的位置颠倒后可以正常处理请求，所以在颠倒的情况下又测试了下最终值，输出如下：
buffer before merge: child: 1048576 parent: 1024
buffer after merge:
child: 1048576
parent: 1024
buffer before merge:
child: 18446744073709551615
parent: 1024buffer after merge:
child: 1024
parent: 1024
最终值的输出还是1m，但是这次就可以正常处理请求了。
看来nginx在实际处理请求的过程中，一定还有之前不知道的一套逻辑，用来判断client_header_buffer_size的最终值。
nginx处理请求时的相关代码如下：
ngx_http_core_srv_conf_t *cscf; ...... /* the default server configuration for the address:port */ cscf = addr_conf->default_server; ...... if (c->buffer == NULL) { c->buffer = ngx_create_temp_buf(c->pool, cscf->client_header_buffer_size);src/http/ngx_http_request.c
这里真相大白：
原来client_header_buffer_size的最终值，是nginx在解析conf后，default_server中经过merge的最终值。
而default_server在nginx中的定义为：在listen指令中定义：
The default_server parameter, if present, will cause the server to become the default server for the specified address:port pair. If none of the directives have the default_server parameter then the first server with the address:port pair will be the default server for this pair.
为了验证这一点，我修改vhost配置为：
server {
listen 80;
server_name db.job360.com;
......
}
server {
listen 80 default;
server_name www.job360.com;
large_client_header_buffers <span class="hljs-number">1</span>m;
......
}
重启nginx观察merge结果：
buffer before merge: child: 18446744073709551615 parent: 1024
buffer after merge:
child: 1024
parent: 1024
buffer before merge:
child: 1048576
parent: 1024buffer after merge:
child: 1048576
parent: 1024
merge结果没有不同。测试请求，这次nginx成功处理该请求，和预期的效果一致。
结束语
笔者又测试了large_client_header_buffers，得到和client_header_buffer_size同样的结果。可以得出结论：nginx在处理header时实际分配的buffer大小，是解析conf后，default_server中的最终值。
个人水平有限，上面的测试方法和理解如有不当的地方，还望大家指正，谢谢！
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