nginx源码学习——架构

  最近开始关注Nginx源码，粗浅地记录下我的一些学习心得。

    Nginx是一款高性能的Web服务器，它既可以作为HTTP服务器，也可以作为反向代理服务器或者邮件服务器，其源码采用C语言编写。

多进程模型

    Nginx能够轻松支持万级别的并发，那么其背后的架构是怎样的呢？Nginx启动后，在Unix系统中会以Daemon的方式在后台运行，后台进程包含一个Master进程和多个Worker进程。Master进程主要负责管理所有Worker进程，即监控所有Worker进程的执行状态，并且负责接收来自外界的信号，并将信号传递给Worker进程。所有的网络事件则放在Worker进程中处理，多个Worker进程之间是平等的，它们同等竞争来自客户端的连接和请求。Worker进程的个数可通过配置文件中worker_processes  n指令进行配置，一般其个数应该设置与CPU核数一致，且可通过配置文件中worker_cpu_affinity指令将Worker进程与具体CPU核进行绑定。Nginx的多进程模型如下图所示：

事件驱动模型

    多个Worker进程相互独立，互不影响，且通过与CPU核的绑定避免了上下文的切换，节约了CPU的资源。不过这里的多进程模型并不意味着一定支持高并发，Apache服务器也是采用多进程方式，对于每一个客户端，Apache服务器都会生成一个新的子进程负责和该客户端的交互，直到连接断开，而面对大量并发请求，Apache则需要开辟大量的进程，就会对系统资源造成压力，从而导致性能的下降。而Nginx中每个工作进程采用异步非阻塞的事件处理机制，能够同时处理多个客户端的请求，当某个工作进程接收到客户端的请求以后，调用IO进行处理，如果不能立即得到结果，就去处理其他的请求，当IO调用返回结果时，就会通知此工作进程，该进程得到通知，便去响应客户端请求。具体来说，Nginx的工作进程采用了select/poll/epoll/kqueue这种系统调用，它们提供了一种机制，使得每个进程能够同时监控多个事件，在超时时间之内，假设有事件准备好了，就返回，这里对epoll等多路复用机制就不详细介绍了。这里需要注意的是，异步指的是Nginx的事件处理机制。