初窥Nginx（上）

简介

Nginx是一款轻量级Web服务器/反向代理服务器及电子邮件代理服务器，并在BSD-like协议下发行。由俄罗斯程序设计师lgorSysoev所开发，供俄国大型的入口网站及搜索引擎使用，其特点是占有内存少，并发能力强，在同类型的网页服务器中表现较好，中国大陆使用Nginx网站用户有：新浪、网易、腾讯、小米官网等。

架构

我们可以看到，Nginx是以多进程的方式工作，当然Nginx也是支持多线程的方式，只是我们主流的方式还是多进程的方式。也是Nginx的默认方式。Nginx采用多进程有诸多好处

Nginx的优势

首先，对于每个worker进程，独立的进程不需要加锁，所以节省了锁的开销，同时在编程问题排查上方便很多。其次采用独立的进程，可以让相互之间不会影响，一个进程退出后，其他进程还在工作，服务不会中断，master进程则很快重启新的worker进程

为什么有优势

抛出问题，Nginx采用多worker的方式处理请求，每个worker里只有一个主线程，能够处理并发数很有限，多少进程处理多少并发，何来高并发？
这就是Nginx的高明之处，Nginx采用异步非阻塞的方式处理请求，也就是说Nginx可以处理成千上万个请求。
我们来看一个请求的完整过程。首先，请求过来，先建立连接，然后在接收数据，接收后在发送数据。具体到系统底层，就是读写事件，当读写事件没有准备好，那就只能等，等事件准备好了再继续。阻塞调用会进入内核等待，CPU会让出去给别人用，对单线程的worker显然不合适，当网络事件越来越多时，都在等待，CPU利用率低下，更别说高并发了。所以Nginx里最忌讳阻塞的系统调用。非阻塞就是说事件没有准备好马上返回EAGAIN，事件还没准备好，等会再来看吧。然后你过了一会来检查一下事件，知道事件准备好了为止，在这期间，你可以做其他事情，再来看看事件好了没。虽然不阻塞了，但你得不时地过来检查一下事件的状态，你可以做更多的事情了，但带来的开销也不小，所以才有了异步非阻塞的事件处理机制，具体到系统调用就是像select/poll/epoll这样的系统调用。提供一种机制，让你同时监控多个事件，调用它们是阻塞的，但可以设置超时时间，在超时时间内，有时间准备好了就返回。解决了我们上面的两个问题，那epoll为例，当事件没准备好，才在epoll里面。这样，我们就是处理大量的并发，当然，这里的并发请求，是指未处理的请求，线程只有一个，所以同时能处理请求当然只有一个了，只是在请求间进行不断地切换而已，切换也是因为异步事件为准备好的事件。与多线程相比，这种事件处理方式是有很大优势大的，不需要创建线程，每个请求占用的内存也很少，没有上下文切换，事件处理非常轻量级。并发数再多也不会导致无谓的资源浪费（上下文切换）。更多的并发数，只是会占用更多的内存。现在的网络服务器都采用这种方式。
上面的讲解知道了网络事件的处理，那么如何处理信号与定时器？
对于Nginx正在等待时间（epoll_wait），如果程序收到信号，在信号处理函数处理完后，epoll_wait()返回错误，然后程序可再次进入epoll_wait.
另外，定时器，由于epoll_wait等函数在调用的时候可以设置一个超时时间，Nginx借助超时时间实现定时器，Nginx里面定时器事件放在一个最小堆，每次进入epoll_wait前，先从堆里拿到所有定时器的最小时间，计算出epoll_wait的超时时间进入epoll_wait。所有没事件产生，也没有中断信号时，epoll_wait会超时。所以我们写Nginx代码时，处理网络事件的回调函数时，通常先判断超时。
我们用一段伪代码来总结一下Nginx的事件处理模型

好，今天我们就看到这里