使用 Docker 和 Nginx 打造高性能的二維碼服務

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本文作者: 蘇洋

創建時間: 2018年10月19日統計字數: 7618字閱讀時間: 16分鐘閱讀本文鏈接: https://soulteary.com/2018/10/19/use-docker-and-nginx-to-build-high-performance-qr-code-services.html

使用 Docker 和 Nginx 打造高性能的二維碼服務

本文將演示如何使用 Docker 完整打造一個基於 Nginx 的高性能二維碼服務，以及對整個服務鏡像進行優化的方法。如果你的網路狀況良好，完整操作和體驗時間應不超過 15 分鐘。

動手前的腦洞

最近有一個小需求，需要在頁面中快速生成一些二維碼。

說到生成二維碼，方法很多，比如按照 QRCode 演算法進行計算之後：

使用各種服務端語言，然後調用 GD 繪圖庫在語言中的 API 進行繪製，並生成圖片，然後配合能夠提供 HTTP 服務的軟體對用戶提供圖片訪問地址。
使用服務端語言，然後使用 CSS 和 HTML 生成可以識別的頁面圖案，然後配合能夠提供 HTTP 服務的軟體對用戶提供圖片訪問地址。
使用客戶端腳本，使用 Canvas 生成二維碼圖片，或者和上一個方案一樣，生成 DOM 圖案。
…

但是只是為了一個功能，就去配置一套完整的語言環境，引入一堆三方依賴，總有一種殺雞用牛刀的感覺，並且在資源利用效率上來說，也不是最優解。

而使用客戶端進行生成，現在雖然不存在太多的兼容問題，但是需要額外引入腳本資源，圖片生成效率也相對較慢。

那麼有沒有什麼環保高效的方案呢？

自然是有的，還是選擇服務端生成，但是扔掉語言運行時，直接使用 Nginx 提供服務。

使用 Nginx 進行二維碼生成

這裡可以使用一個現成的開源模塊 ngx_http_qrcode_module 。

它通過將用戶請求參數進行轉換，並調用使用 C 實現的二維碼快速生成庫 libqrencode 的 QRcode_encodeString 實現二維碼快速生成，在未開啟緩存的情況下，測試平均生成圖片在 10ms 左右。

為了方便大家理解全部的安裝配置過程，我先提供一個「啰嗦」版本的 Dockerfile：

FROM ubuntu:18.04

RUN cat /etc/apt/sources.list | sed -e "s/archive.ubuntu.com/mirrors.aliyun.com/" | sed -e "s/security.ubuntu.com/mirrors.aliyun.com/" | tee /etc/apt/sources.list
RUN apt update &&
apt install -y unzip wget

WORKDIR /data

# https://github.com/fukuchi/libqrencode
RUN apt install -y autoconf automake autotools-dev libtool pkg-config libpng-dev &&
cd /data && wget https://github.com/fukuchi/libqrencode/archive/master.zip && unzip master.zip && rm -rf master.zip &&
cd libqrencode-master && ./autogen.sh && ./configure && make && make install && ldconfig &&
cd .. && rm -rf libqrencode-master

RUN apt install -y libgd-dev

ADD ngx_http_qrcode /data/ngx_http_qrcode
ADD nginx-1.15.5.tar.gz /data
ADD nginx.conf /data

RUN apt install -y libpcre3 libpcre3-dev &&
cd nginx-1.15.5 && ./configure --add-module=../ngx_http_qrcode/ &&
make && make install && mv /data/nginx.conf /usr/local/nginx/conf/nginx.conf &&
cd .. && rm -rf ngx_http_qrcode

將上面的文件保存完畢。接下來我們來配置 Nginx。

worker_processes 1;

events {
worker_connections 1024;
}

http {
include mime.types;
default_type application/octet-stream;

sendfile on;

keepalive_timeout 65;

server {
listen 80;
server_name localhost;

location / {

set $fg_color 000000;
set $bg_color FFFFFF;
set $level 0;
set $hint 2;
set $size 300;
set $margin 80;
set $version 2;
set $case 0;
set $txt "https://soulteary.com";

if ( $arg_fg_color ){
set $fg_color $arg_fg_color;
}
if ( $arg_bg_color ){
set $bg_color $arg_bg_color;
}
if ( $arg_level ){
set $level $arg_level;
}
if ( $arg_hint ){
set $hint $arg_hint;
}
if ( $arg_size ){
set $size $arg_size;
}
if ( $arg_margin ){
set $margin $arg_margin;
}
if ( $arg_ver ){
set $version $arg_ver;
}
if ( $arg_case ){
set $case $arg_case;
}
if ( $arg_txt ){
set $txt $arg_txt;
}

qrcode_fg_color $fg_color;
qrcode_bg_color $bg_color;

qrcode_level $level;
qrcode_hint $hint;
qrcode_size $size;
qrcode_margin $margin;
qrcode_version $version;
qrcode_casesensitive $case;
qrcode_urlencode_txt $txt;

qrcode_gen;
}

}
}

將上面的配置保存為 nginx.conf，然後使用下面的命令進行鏡像構建。

docker build -t docker.lab.com/qrcode.lab.com .

如果你的網路通暢，5分鐘之內，這個鏡像就構建完畢了。接下來，我們對它進行一下可用性驗證。

將下面的配置文件保存為 docker-compose.yml，然後使用 docker-compose up 命令啟動，一個支持 HTTP/HTTPS，域名為 qrcode.lab.com 的網站就準備就緒了。

這裡我使用了 Traefik 進行服務發現，感興趣的童鞋可以參考我以前寫的文章：使用服務發現改善開發體驗、更完善的 Docker + Traefik 使用方案、使用 Traefik 的一些補充細節），一旦你開始使用並掌握了它，你會發現搭建高可擴展的 Web 服務變的更簡單了。

version: 3

services:

qrcode:
image: docker.lab.com/qrcode.lab.com:0.0.2
expose:
- 80
networks:
- traefik
labels:
- "traefik.enable=true"
- "traefik.port=80"
- "traefik.frontend.rule=Host:qrcode.lab.com"
- "traefik.frontend.entryPoints=http,https"

networks:
traefik:
external: true

然後我們在瀏覽器中分別訪問，來驗證二維碼服務是否就緒：