Nginx的架构介绍 Nginx第二篇

    Nginx是多进程的方式来完成并发工作的。nginx在启动后，会有一个master进程和多个worker进程。每个worker进程负责处理若干个来自客户端的请求。worker进程之间的地位是相等的，推荐设置worker的个数为cpu的核数。一个请求只能由一个worker来负责，不能做重复的工作。

    master进程主要用来管理worker进程，包含：接收来自外界（管理员）的信号，向各worker进程发送信号，监控worker进程的运行状态，当worker进程退出后(异常情况下)，会自动重新启动新的worker进程。

问题一：多个worker进程如何处理请求？

    每个worker进程都是从master进程fork过来的子进程，在master进程里面，先建立好需要listen的socket之后，然后再fork出多个worker进程，这样每个worker进程都可以去accept这socket(即每个进程的这个socket会监控在同一个ip地址与端口)。如果不做特殊处理的话，当来了一个请求之后，只会有一个worker会accept成功，其他所有worker会accept失败（惊群现象）。Nginx为避免这样，做出的处理是提供了一个accept_mutex，给每个worker的accept加上一把共享锁。

    现在貌似大多数内核已经解决了惊群的问题，我在mac osx10.9上测试，有两个进程监听同一个套接字，当来到请求时，只有一个进程被唤醒去处理这个请求。

#include<iostream>
#include<unistd.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<sys/socket.h>
using namespace std;

int main()
{	
	int socket_listen, socket_data, c, read_size;
	struct sockaddr_in server, client;
	char client_message[2000];
	socket_listen = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
	if(socket_listen == -1)
		cout<<"create socket fail!"<<endl;
	server.sin_family = AF_INET;
	server.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
	server.sin_port = htons(8888);
	if(bind(socket_listen, (struct sockaddr*)&server, sizeof(server)) < 0)
		cout<<"bind fail!"<<endl;
	listen(socket_listen, 5);
	c = sizeof(struct sockaddr_in);

	if(fork() != 0)
	{
		cout<<"father will accept."<<endl;
		socket_data = accept(socket_listen, (struct sockaddr*)&client, (socklen_t*)&c);
		cout<<"this is father."<<endl;
	}
	else
	{
		cout<<"son will accept."<<endl;
		socket_data = accept(socket_listen, (struct sockaddr*)&client, (socklen_t*)&c);
		cout<<"this is son."<<endl;
	}

	return 0;
}

程序运行起来之后，换一个终端用lsof -i:8888 可以看出有两个进程监听的本地的8888端口。

telnet localhost 8888

访问第一次，父进程被激发；访问第二次，子进程被激发。可见内核不存在这个问题了。

问题二：为何nginx的可以高并发？

    nginx采用了异步非阻塞的方式来处理请求。什么阻塞？阻塞是进程等待读写事件，这等待期间进程啥也不做，cpu让给别的进程。什么是非阻塞？事件没有准备好，马上返回EAGAIN（一会儿再来），然后需要不断再过来看，这样会造成切换上下文的代价。现在采用的机制是：当事件没准备好时，放到epoll里面，事件准备好了，我们就去读写；当返回EAGAIN时，我们将它再次加入到epoll里面。这样的方式可以做到一个线程能不断切换同时处理多个请求。