Nginx HTTP框架综述

1. 框架简介

Nginx的HTTP框架是由core模块ngx_http_module 和 http模块ngx_http_core_module共同定义的。ngx_http_module定义了指令 http，保存和管理各个层次里所有http模块的配置数据（我们已经在第6章了解了它的上作原理);而ngx_http_core_module则是http模块的“核心”模块，它定义了listen、server、location等 http核心指令，搭建了Nginx的HTTP处理框架。

1.1 模块分类

http模块处理现今应用得最广泛的HTTP协议，也是目前Nginx里数量最多的模块，按照功能分类可以分为四种:

handler	直接处理客户端的请求,产生响应数据，是最常用的模块;
filter	对handler模块产生的数据做各种加工过滤处理;
upstream	实现反向代理功能,转发请求到上游服务器，从后端获取响应数据再发回给客户端;
load-balance	不直接处理数据，而是实现负载均衡算法，从upstream块的配置里选择一个合适的上游服务器。

1.2 处理流程
1.2.1 通用的处理流程

本节简要介绍Nginx的HTTP工作流程，这是理解Nginx HTTP框架的基础。
通用的处理流程：          
web 服务器的HTTP请求处理流程可以粗略地叙述为如下的顺序步骤:
(1)监听端口,接受客户端的连接;
(2)读取请求头,包括请求行(request line)和请求头(headers)；
(3)读取或者丢弃请求体(body);
(4)生成并发送响应头;
(5)生成并发送响应体.

上面只是最简单的HTTP处理流程,Nginx使用了操作系统提供的事件驱动模型(epoll、kqueue等)来实
现异步并发,并且还增加了很多其他功能, 如权限检查、重定向、缓存、记录访问日志等,使HTTP处理
流程变得十分复杂.

1.2.2 Nginx的处理流程

如果我们忽略Nginx的异步机制，把注意力集中在处理逻辑上，那么可以看到Nginx
的主处理流程与基本的HTTP处理流程区别并不大，它的工作流程如下:
(1)监听端口,设置回调为ngx_http_init_connection()；
(2)接受客户端的连接，调用ngx_http_wait_request_handler()；
(3)调用ngx_http_create_request()创建请求对象；
(4)接收数据，调用ngx_http_process_request_line()解析请求行；
(5)请求行接收完毕,继续接收数据，调用ngx_http_process_request_headers()解析请求头；
(6)请求头接收完毕，调用ngx_http_process_request()设置异步读写事件. 
   注意:为了提高运行效率，Nginx不会主动处理请求体.
(7)调用ngx_http_handler()开始真正处理请求；
(8)调用ngx_http_core_run_phases()按阶段处理请求. 这是HTTP框架的核心部分,大部分http模块都在
   这里运行，最终产生响应数据. 
(9)调用ngx_http_send_header()发送响应头,从函数指针ngx_http_top_header_filter开始,
   通过header filter模块链过滤处理，最终发送处理过的响应头.
(10)调用ngx_http_output_filter()发送响应体,从函数指针ngx_http_top_body_filter开始,
   通过body filter模块链过滤处理，最终发送处理过的响应体.
(11)处理完毕,记录访问日志.

ngx_http_init_connection 

ngx_module_t  ngx_http_module = {
    NGX_MODULE_V1,
    &ngx_http_module_ctx,                  /* module context */
    ngx_http_commands,                     /* module directives */
    NGX_CORE_MODULE,                       /* module type */
    NULL,                                  /* init master */
    NULL,                                  /* init module */
    NULL,                                  /* init process */
    NULL,                                  /* init thread */
    NULL,                                  /* exit thread */
    NULL,                                  /* exit process */
    NULL,                                  /* exit master */
    NGX_MODULE_V1_PADDING
};


static ngx_command_t  ngx_http_commands[] = {

    { ngx_string("http"),
      NGX_MAIN_CONF|NGX_CONF_BLOCK|NGX_CONF_NOARGS,
      ngx_http_block,
      0,
      0,
      NULL },

      ngx_null_command
};

static char *ngx_http_block(ngx_conf_t *cf, ngx_command_t *cmd, void *conf)
{
    // ...
    if (ngx_http_optimize_servers(cf, cmcf, cmcf->ports) != NGX_OK) 
	{
        return NGX_CONF_ERROR;
    }
	// ...
}


static ngx_int_t 
ngx_http_optimize_servers(ngx_conf_t *cf, ngx_http_core_main_conf_t *cmcf,ngx_array_t *ports)
{
    // ...
	ngx_http_init_listening
	// ...
}


ngx_http_init_listening(ngx_conf_t *cf, ngx_http_conf_port_t *port)
{
  //...
  ls = ngx_http_add_listening(cf, &addr[i]);
  //...
}

ngx_http_add_listening()
{
  // ...
  ls->handler = ngx_http_init_connection;
  // ...
}