使用 Docker 和 Nginx 打造高性能的二维码服务

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本文作者: 苏洋

创建时间: 2018年10月19日统计字数: 7618字阅读时间: 16分钟阅读本文链接: https://soulteary.com/2018/10/19/use-docker-and-nginx-to-build-high-performance-qr-code-services.html

使用 Docker 和 Nginx 打造高性能的二维码服务

本文将演示如何使用 Docker 完整打造一个基于 Nginx 的高性能二维码服务，以及对整个服务镜像进行优化的方法。如果你的网路状况良好，完整操作和体验时间应不超过 15 分钟。

动手前的脑洞

最近有一个小需求，需要在页面中快速生成一些二维码。

说到生成二维码，方法很多，比如按照 QRCode 演算法进行计算之后：

使用各种服务端语言，然后调用 GD 绘图库在语言中的 API 进行绘制，并生成图片，然后配合能够提供 HTTP 服务的软体对用户提供图片访问地址。
使用服务端语言，然后使用 CSS 和 HTML 生成可以识别的页面图案，然后配合能够提供 HTTP 服务的软体对用户提供图片访问地址。
使用客户端脚本，使用 Canvas 生成二维码图片，或者和上一个方案一样，生成 DOM 图案。
…

但是只是为了一个功能，就去配置一套完整的语言环境，引入一堆三方依赖，总有一种杀鸡用牛刀的感觉，并且在资源利用效率上来说，也不是最优解。

而使用客户端进行生成，现在虽然不存在太多的兼容问题，但是需要额外引入脚本资源，图片生成效率也相对较慢。

那么有没有什么环保高效的方案呢？

自然是有的，还是选择服务端生成，但是扔掉语言运行时，直接使用 Nginx 提供服务。

使用 Nginx 进行二维码生成

这里可以使用一个现成的开源模块 ngx_http_qrcode_module 。

它通过将用户请求参数进行转换，并调用使用 C 实现的二维码快速生成库 libqrencode 的 QRcode_encodeString 实现二维码快速生成，在未开启缓存的情况下，测试平均生成图片在 10ms 左右。

为了方便大家理解全部的安装配置过程，我先提供一个「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

将上面的文件保存完毕。接下来我们来配置 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;
}

}
}

将上面的配置保存为 nginx.conf，然后使用下面的命令进行镜像构建。

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

如果你的网路通畅，5分钟之内，这个镜像就构建完毕了。接下来，我们对它进行一下可用性验证。

将下面的配置文件保存为 docker-compose.yml，然后使用 docker-compose up 命令启动，一个支持 HTTP/HTTPS，域名为 qrcode.lab.com 的网站就准备就绪了。

这里我使用了 Traefik 进行服务发现，感兴趣的童鞋可以参考我以前写的文章：使用服务发现改善开发体验、更完善的 Docker + Traefik 使用方案、使用 Traefik 的一些补充细节），一旦你开始使用并掌握了它，你会发现搭建高可扩展的 Web 服务变的更简单了。

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

然后我们在浏览器中分别访问，来验证二维码服务是否就绪：