本文主要介绍如何基于 Docker 生成容器化应用以及配置 Nginx 来实现 Web 服务的负载均衡，包含以下内容：
- Go 简易 Web 程序（hello world）
- 通过 Dockerfile 生成镜像
- Nginx 配置
- Docker Compose 多容器启动
Go Web 程序
本次配置使用 Go Web 程序作为后端服务，其作用是接收请求并返回“hello-world”，代码如下：
// main.go
package main
import (
"log"
"net/http"
"os"
)
func main() {
logFile, err := os.OpenFile("/var/log/app.log", os.O_CREATE|os.O_APPEND|os.O_RDWR, 0777)
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
defer logFile.Close()
http.HandleFunc("/hello-world", func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
logFile.WriteString("request arrived\n")
w.Write([]byte("hello world\n"))
})
log.Fatal(http.ListenAndServe(":8000", nil))
}
/var/log/app.log 是程序的日志文件，用于标识服务器端接收到了请求，作为后续分析流量的依据。执行以下命令查看运行结果：
$ go run main.go
# 另启一个终端并执行
$ curl localhost:8000/hello-world
hello-world
$ cat /var/log/app.log
request arrived
从结果输出中可以看出，程序正常运行并成功记录请求日志。
Web 服务镜像
Web 服务镜像就是将上一节的 Go Web 服务封装到镜像中，基于该镜像可以生成容器并提供服务。在与 main.go 文件同级的目录下创建 Dockerfile 文件，内容如下：
FROM golang:1.19.3
WORKDIR /usr/src/app
COPY main.go ./
RUN go build -o /usr/local/bin/app ./main.go
EXPOSE 8000
CMD ["app"]
各行作用为：
- FROM xxx：以 golfing:1.19.3 作为基础镜像，后续修改在基础镜像上修改
- WORKDIR xxx：设置工作目录，为 COPY、RUN 指令指定当前目录
- COPY xxx：复制 main.go 到当前目录
- RUN xxx：生成二进制可执行文件
- EXPOSE xxx：对外暴露 8000 端口
- CMD xxx：容器运行时要执行的命令
下面通过 Dockerfile 生成一个镜像并运行容器：
$ docker build -t goweb:0.1 .
$ docker run -d -p 8000:8000 goweb:0.1
$ curl localhost:8000/hello-world
hello-world
Nginx 配置
此次配置中只涉及到两个 Nginx 配置指令，分别是 proxy_pass 和 upstream。
proxy_pass
proxy_pass，即代理转发指令，后面跟要转发到的地址，需要在 location 块中声明，其格式为 proxy_pass: URL，如：
server {
# 其它配置 ...
location / {
proxy_pass http://localhost:9001/;
}
}
上述配置会将所有请求转发到 http://localhost:9001/。
upstream
如果希望将请求转发到一组后端服务，也就是要实现负载均衡，则需要配合 upstream 指令，如：
upstream backend {
server localhost:9001;
server localhost:9002;
server localhost:9003;
}
server {
location / {
proxy_pass http://backend/;
}
}
如上，upstream 指令定义一组后端服务，backend 作为组的名称供后面配置中引用，Nginx 默认的负载均衡机制为轮询，也就是请求会按序被引流到各个后端服务。
Docker Compose
Docker Compose 是 Docker 提供的容器编排工具，通过声明 yml 配置文件可以同时运行多个容器，并且各容器间可建立一定的联系。以下是本次试验中的节点拓扑图：
request --> Nginx --> rp-app1
--> rp-app2
--> rp-app3
请求到达 Nginx 服务器后会依照轮询机制转发到 3 个后端服务。因为在 docker-compose.yml 文件中使用到了相对路径，因此需要提前说明下当前的目录结构，如下：
- go1.19.3
Dockerfile
main.go
- nginx
default.conf
docker-compose.yml
相应的 docker-compose.yml 内容如下：
version: "3.9"
services:
app1:
build: ./go1.19.3
container_name: rp-app1
app2:
build: ./go1.19.3
container_name: rp-app2
app3:
build: ./go1.19.3
container_name: rp-app3
nginx:
image: "nginx"
container_name: rp-nginx
ports:
- "8000:80"
volumes:
- ./nginx/:/etc/nginx/conf.d/
links:
- app1
- app2
- app3
运行以下命令启动容器：
$ docker-compose up -d
$ docker ps -a
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
7df4d168608f nginx "/docker-entrypoint.…" 6 seconds ago Up 5 seconds 0.0.0.0:8000->80/tcp rp-nginx
1bac1946f4d6 reverseproxy_app2 "app" 7 seconds ago Up 5 seconds 8000/tcp rp-app2
cbaee01c7d80 reverseproxy_app1 "app" 7 seconds ago Up 6 seconds 8000/tcp rp-app1
0533a2cf39d1 reverseproxy_app3 "app" 7 seconds ago Up 6 seconds 8000/tcp rp-app3
流量结果
容器化应用正常启动后，用 ab 命令行进行并发请求，然后查看日志分析各后端服务接收到的请求数。
$ ab -n 1000 -c 100 localhost:8000/hello-world
$ docker exec -it rp-app1 wc -l /var/log/app.log
335 /var/log/app.log
$ docker exec -it rp-app2 wc -l /var/log/app.log
334 /var/log/app.log
$ docker exec -it rp-app2 wc -l /var/log/app.log
331 /var/log/app.log
可以看到，rp-app1、rp-app2 和 rp-app3 分别接收到 335、334 和 331 个请求，共 1000 个请求。
总结
本文完成了以下工作：
- 基于 Go 实现简易的 Web 程序作为后端服务（
net/http） - 通过 Dockerfile 将后端服务打包成镜像（
Dockerfile 指令） - 介绍了 Nginx 中用于负载均衡的两个指令（
proxy_pass、upstream） - 借助 Docker Compose 运行多个容器（
docker-compose up -d） - 完成了流量分析（
ab、docker exec）
全部代码及配置见：https://github.com/a2htray/code-notebook/tree/main/Nginx/ReverseProxy。
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