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。如果你的网络状况良好，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 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 服务的软件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 服务的软件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[1]。

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[2] 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：

将上面的文件保存完毕。接下来我们来配置 Nginx。

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。

如果你的网络通畅，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。

这里我使用了 Traefik 进行服务发现，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。

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：

https://qrcode.lab.com

https://qrcode.lab.com/?size=150&margin=20&txt=https%3A%2F%2Fsoulteary.com

看来服务是正常运行的，本文的基础需求到这里就解决了，并且，为了这个服务能够更好的被使用，我们可以在书签中输入下面的脚本代码：

当你点击书签的时候，会将当前页面自动转换为一个可以扫描的二维码。

通过整合语句优化容器镜像

虽然上面的内容已经满足了我们的基础需求，但是作为一个有追求的开发者，我们不光是要追求执行效率，还要追求储存效率。

虽然 Nginx 的运行资源占用不多。

但是使用 docker images 命令查看镜像详情，我们可以看到这个镜像还是挺大的，有 400+MB。

这里我们修改一下上面的镜像 Dockerfile，尝试重新进行镜像构建。

再次构建完毕，我们会发现镜像只是减少了 35MB，相比较 400MB 多的整体体积，优化部分杯水车薪。

那么优化就到此为止了么？显然不是。

通过优化基础镜像来优化容器镜像

这里我们选择使用体积更小的 Linux 镜像，Alpine来进行同样功能的二维码服务的容器镜像。

因为 Alpine 和 Ubuntu 不是一个社区进行维护，所以软件包很多名称是不同的，这里我直接提供我已经查找修改完毕的镜像文件。

如果你也有类似的需求，需要将不同系统的软件进行迁移安装，可以在 https://pkgs.alpinelinux.org/packages 查找你所需要的软件包的名称。

当镜像打包完毕，我们再次查看镜像体积，可以看到体积有了明显的优化效果。

最后

还记得本文标题中的关键词“高性能”嘛，虽说我个人测试单实例的响应时间都在 10ms左右，但是如果你真的考虑使用它做对外服务的话，可以使用下面的命令，根据自己情况对节点进行动态扩容，成倍提高服务响应能力。

或者使用：

如果你也是 Traefik 用户，你将会看到你的实例被成功进行挂载以及流量负载均衡。

另外，为了避免被恶意利用，还需要考虑使用 Nginx / iptable 的 req_limit等模块限制访问频率，以及适当修改 ngx_http_qrcode_module 生成内容和图片尺寸的判断。