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Nginx 变量漫谈(二)

关于 Nginx 变量的另一个常见误区是认为变量容器的生命期,是与 location 配置块绑定的。其实不然。我们来看一个涉及“内部跳转”的例子:

    server {
        listen 8080;
 
        location /foo {
            set $a hello;
            echo_exec /bar;
        }
 
        location /bar {
            echo "a = [$a]";
        }
    }

这里我们在 location /foo 中,使用第三方模块 ngx_echo 提供的 echo_exec 配置指令,发起到 location /bar 的“内部跳转”。所谓“内部跳转”,就是在处理请求的过程中,于服务器内部,从一个 location 跳转到另一个 location 的过程。这不同于利用 HTTP 状态码 301302 所进行的“外部跳转”,因为后者是由 HTTP 客户端配合进行跳转的,而且在客户端,用户可以通过浏览器地址栏这样的界面,看到请求的 URL 地址发生了变化。内部跳转和 Bourne Shell(或 Bash)中的 exec 命令很像,都是“有去无回”。另一个相近的例子是 C 语言中的 goto 语句。

既然是内部跳转,当前正在处理的请求就还是原来那个,只是当前的 location 发生了变化,所以还是原来的那一套 Nginx 变量的容器副本。对应到上例,如果我们请求的是 /foo 这个接口,那么整个工作流程是这样的:先在 location /foo 中通过 set 指令将 $a 变量的值赋为字符串 hello,然后通过 echo_exec 指令发起内部跳转,又进入到 location /bar 中,再输出 $a 变量的值。因为 $a 还是原来的 $a,所以我们可以期望得到 hello 这行输出。测试证实了这一点:

    $ curl localhost:8080/foo
    a = [hello]

但如果我们从客户端直接访问 /bar 接口,就会得到空的 $a 变量的值,因为它依赖于 location /foo 来对 $a 进行初始化。

从上面这个例子我们看到,一个请求在其处理过程中,即使经历多个不同的 location 配置块,它使用的还是同一套 Nginx 变量的副本。这里,我们也首次涉及到了“内部跳转”这个概念。值得一提的是,标准 ngx_rewrite 模块的 rewrite 配置指令其实也可以发起“内部跳转”,例如上面那个例子用 rewrite 配置指令可以改写成下面这样的形式:

    server {
        listen 8080;
 
        location /foo {
            set $a hello;
            rewrite ^ /bar;
        }
 
        location /bar {
            echo "a = [$a]";
        }
    }

其效果和使用 echo_exec 是完全相同的。后面我们还会专门介绍这个 rewrite 指令的更多用法,比如发起 301302 这样的“外部跳转”。

从上面这个例子我们看到,Nginx 变量值容器的生命期是与当前正在处理的请求绑定的,而与 location 无关。

前面我们接触到的都是通过 set 指令隐式创建的 Nginx 变量。这些变量我们一般称为“用户自定义变量”,或者更简单一些,“用户变量”。既然有“用户自定义变量”,自然也就有由 Nginx 核心和各个 Nginx 模块提供的“预定义变量”,或者说“内建变量”(builtin variables)。

Nginx 内建变量最常见的用途就是获取关于请求或响应的各种信息。例如由 ngx_http_core 模块提供的内建变量 $uri,可以用来获取当前请求的 URI(经过解码,并且不含请求参数),而 $request_uri 则用来获取请求最原始的 URI (未经解码,并且包含请求参数)。请看下面这个例子:

    location /test {
        echo "uri = $uri";
        echo "request_uri = $request_uri";
    }

这里为了简单起见,连 server 配置块也省略了,和前面所有示例一样,我们监听的依然是 8080 端口。在这个例子里,我们把 $uri$request_uri 的值输出到响应体中去。下面我们用不同的请求来测试一下这个 /test 接口:

    $ curl 'http://localhost:8080/test'
    uri = /test
    request_uri = /test
 
    $ curl 'http://localhost:8080/test?a=3&b=4'
    uri = /test
    request_uri = /test?a=3&b=4
 
    $ curl 'http://localhost:8080/test/hello%20world?a=3&b=4'
    uri = /test/hello world
    request_uri = /test/hello%20world?a=3&b=4

另一个特别常用的内建变量其实并不是单独一个变量,而是有无限多变种的一群变量,即名字以 arg_ 开头的所有变量,我们估且称之为 $arg_XXX 变量群。一个例子是 $arg_name,这个变量的值是当前请求名为 name 的 URI 参数的值,而且还是未解码的原始形式的值。我们来看一个比较完整的示例:

    location /test {
        echo "name: $arg_name";
        echo "class: $arg_class";
    }

然后在命令行上使用各种参数组合去请求这个 /test 接口:

    $ curl 'http://localhost:8080/test'
    name: 
    class: 
 
    $ curl 'http://localhost:8080/test?name=Tom&class=3'
    name: Tom
    class: 3
 
    $ curl 'http://localhost:8080/test?name=hello%20world&class=9'
    name: hello%20world
    class: 9

其实 $arg_name 不仅可以匹配 name 参数,也可以匹配 NAME 参数,抑或是 Name,等等:

    $ curl 'http://localhost:8080/test?NAME=Marry'
    name: Marry
    class: 
 
    $ curl 'http://localhost:8080/test?Name=Jimmy'
    name: Jimmy
    class:

Nginx 会在匹配参数名之前,自动把原始请求中的参数名调整为全部小写的形式。

如果你想对 URI 参数值中的 %XX 这样的编码序列进行解码,可以使用第三方 ngx_set_misc 模块提供的 set_unescape_uri 配置指令:

    location /test {
        set_unescape_uri $name $arg_name;
        set_unescape_uri $class $arg_class;
 
        echo "name: $name";
        echo "class: $class";
    }

现在我们再看一下效果:

    $ curl 'http://localhost:8080/test?name=hello%20world&class=9'
    name: hello world
    class: 9

空格果然被解码出来了!

从这个例子我们同时可以看到,这个 set_unescape_uri 指令也像 set 指令那样,拥有自动创建 Nginx 变量的功能。后面我们还会专门介绍到 ngx_set_misc 模块。

$arg_XXX 这种类型的变量拥有无穷无尽种可能的名字,所以它们并不对应任何存放值的容器。而且这种变量在 Nginx 核心中是经过特别处理的,第三方 Nginx 模块是不能提供这样充满魔法的内建变量的。

类似 $arg_XXX 的内建变量还有不少,比如用来取 cookie 值的 $cookie_XXX 变量群,用来取请求头的 $http_XXX 变量群,以及用来取响应头的 $sent_http_XXX 变量群。这里就不一一介绍了,感兴趣的读者可以参考 ngx_http_core 模块的官方文档。

需要指出的是,许多内建变量都是只读的,比如我们刚才介绍的 $uri$request_uri. 对只读变量进行赋值是应当绝对避免的,因为会有意想不到的后果,比如:

    ? location /bad {
    ?     set $uri /blah;
    ?     echo $uri;
    ? }

这个有问题的配置会让 Nginx 在启动的时候报出一条令人匪夷所思的错误:

    [emerg] the duplicate "uri" variable in ...

如果你尝试改写另外一些只读的内建变量,比如 $arg_XXX 变量,在某些 Nginx 的版本中甚至可能导致进程崩溃。

(未完待续)