nginx运行过程
这些功能模块大致可以分为事件模块、阶段性处理器、输出过滤器、变量处理器、协议、upstream 和负载均衡几个类别,这些共同组成了 nginx 的 http 功能。事件模块主要用于提供 OS 独立的(不同操作系统的事件机制有所不同)事件通知机制如 kqueue 或 epoll 等。协议模块则负责实现 nginx 通过 http、tls/ssl、smtp、pop3 以及 imap 与对应的客户端建立会话。在 Nginx 内部,进程间的通信是通过模块的 pipeline 或 chain 实现的;换句话说,每一个功能或操作都由一个模块来实现。例如:压缩、通过 FastCGI 或 uwsgi 协议与 upstream 服务器通信、以及与 memcached 建立会话等。
nginx 进程模型
既然 worker 进程之间是平等的,每个进程,处理请求的机会也是一样的。当我们提供 80 端口的 http 服务时,一个连接请求过来,每个进程都有可能处理这个连接。那么问题来了,到底最后怎样处理,是由什么决定的呢?首先,每个 worker 进程都是从 master 进程 fork 过来,在 master 进程里面,先建立好需要 listen 的 socket(listenfd)之后,然后再 fork 出多个 worker 进程。所有 worker 进程的 listenfd 会在新连接到来时变得可读,为保证只有一个进程处理该连接,所有 worker 进程会在注册 listenfd 读事件前抢 accept_mutex,抢到互斥锁的那个进程注册 listenfd 读事件,然后在读事件里调用 accept 接受该连接。当一个 worker 进程在 accept 这个连接之后,就开始读取请求、解析请求、处理请求。产生数据后,再返回给客户端,最后才断开连接,这样一个完整的请求就是这样的了。我们可以看到:一个请求,完全由 worker 进程来处理,而且只在一个 worker 进程中处理。
也许你还有个疑问,那就是 nginx 采用多 worker 的方式来处理请求,每个 worker 里面只有一个主线程,那能够处理的并发数很有限啊,多少个 worker 就能处理多少个并发,何来高并发呢?然而,这就是 nginx 的高明之处,nginx 采用了异步非阻塞的方式来处理请求,也就是说,nginx 是可以同时处理成千上万个请求的。
3.Nginx 模块介绍
nginx 真正的魅力在于它的模块,整个应用程序建立在一个模块化系统之上,在编译时,可以对每一个模块进行启用或者禁用,需要什么就定制什么。对 nginx 模块的基本原理总结一下,基本就是:在特定地方调用函数。(Nginx 本身支持多种模块,如 HTTP 模块、EVENTS 模块和 MAIL 模块,这里只简单讲述 HTTP 的模块及其中的命令) 下面是配置文件结构图:
Nginx 本身做的工作实际很少,当它接到一个 HTTP 请求时,它仅仅是通过查找配置文件将此次请求映射到一个 locationblock,而此 location 中所配置的各个指令则会启动不同的模块去完成工作,因此模块可以看做 Nginx 真正的劳动工作者。通常一个 location 中的指令会涉及一个 handler 模块和多个 filter 模块(当然,多个 location 可以复用同一个模块)。handler 模块负责处理请求,完成响应内容的生成,而 filter 模块对响应内容进行处理。因此 Nginx 模块开发分为 handler 开发和 filter 开发(本文不考虑 load-balancer 模块)。下图展示了一次常规请求和响应的过程。