Nginx学习之九-负载均衡（客户端请求与Nginx进程间负载均衡）

最新推荐文章于 2025-02-14 22:11:08 发布

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分类专栏： Nginx Nginx模块开发与原理剖析文章标签： Linux Nginx 负载均衡服务器

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/xiajun07061225/article/details/9272179

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本文探讨了Nginx中的负载均衡机制，特别是在多核CPU环境下，如何通过accept_mutex锁和ngx_accept_disabled变量来确保各个worker子进程间的负载均衡，避免部分进程过度负载导致的服务性能下降。

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本文介绍的负载均衡是针对的客户端请求在多个Nginx进程之间的均衡。注意与客户端请求在多个后端服务器之间的均衡相区别。

负载均衡问题的产生

在nginx中，建立连接的时候，会设计负载均衡问题。在多个子进程争抢处理一个新连接事件时，一定只有一个worker子进程最终会成功建立连接，随后它会一直处理这个连接直到连接关闭。那么，就有可能出现这样的情况：有的子进程建立并处理了大部分连接，而有的子进程只处理了少量连接。这对多核CPU架构下的应用是很不利的。因为子进程之间应该是平等的，每个子进程应该尽量独占一个CPU核心。子进程间负载不均衡，必定会影响整个服务的性能。

如何解决负载均衡问题

与惊群问题的解决方法一样，只有打开了accept_mutex锁，才能实现子进程间的负载均衡。同时post事件机制也是解决负载均衡问题的关键。可以参考前一篇文章 http://blog.youkuaiyun.com/xiajun07061225/article/details/9260535。

在ngx_event_accept方法建立新连接的过程中，初始化了一个全局变量ngx_accept_disabled。它就是负载均衡机制实现的关键阈值。其定义（/src/event/ngx_event.c）：

ngx_int_t ngx_accept_disabled;

初始化（sr/event/ngx_event_accept.c）是在函数ngx_event_accept中：

ngx_accept_disabled = ngx_cycle->connection_n / 8 - ngx_cycle->free_connection_n;

这样，在nginx启动的时候其实是个负值： -7/8 * ngx_cycle->connection_n。

依据这个值进行负载均衡的核心代码是在函数ngx_process_events_and_timers中（src/event/ngx.event.c）：

//负载均衡处理

if (ngx_accept_disabled > 0) {

ngx_accept_disabled--;

} else {

//调用 ngx_trylock_accept_mutex方法，尝试获取accept锁

if (ngx_trylock_accept_mutex(cycle) == NGX_ERROR) {

return;

}

解释一下：

当ngx_accept_disabled 为负数时，不会触发负载均衡操作，正常获取accept锁，试图处理新连接。

当 ngx_accept_disabled 为正数时，会触发负载均衡操作。nginx此时不再处理新连接事件，取而代之的仅仅是把变量 ngx_accept_disabled 减一，这表示既然经过一轮事件处理，那么负载肯定有所减小，所以要相应调整这个值。

即，当当前使用的连接超过总连接数的7/8的时候才会被触发，值越大，表示负载越重。每次调用process_events的时候只会将 ngx_accept_disabled 减一，直到 ngx_accept_disabled 降到0,即使用的连接数降到总连接数的7/8。这样就减少了该worker进程处理新连接的机会，这样其他较空闲的worker进程就有机会去处理更多的新连接，以达到整个web服务器的均衡效果。

Nginx默认将accept_mutex配置项设置为accept_mutex on。