ngnix：共享内存

总览

众所周知，共享内存是linux下进程之间通信的重要手段。ngnix也使用了共享内存的机制。
本博客简要以描述ngnix利用共享内存的流程为主线，渐渐展开了对ngnix对共享内存的使用的更多细节。

• 主要参考 深入剖析ngnix(P46)：我开始感受到这本书写的精妙之处，短小精干，有时觉得字字珠玉
• nginx源码分析-共享内存
  
• Nginx内存管理及数据结构浅析–共享内存的实现
  
• nginx源码分析—全局变量ngx_cycle的初始化
  
• Nginx源码分析-启动初始化过程（一）
  
• Nginx启动初始化过程(二)
  

流程

1. 在配置文件中写清楚所需要的共享内存的信息
2. ngnix启动，解析配置文件，以ngx_http_limit_req_module为例，它需要的共享内存以以下方式在配置文件中出现：
   
   limit_req_zone $binary_remote_addr zone=one:10m rate=1r/s
   
   
3. ngnix解析到 2 中那段话，便调用处理函数 ngx_http_limit_req_zone()
4. ngx_http_limit_req_zone()函数将调用shared_memor_add()函数
   
5. shared_memor_add()函数 创建 结构体：ngx_shm_zone_t（含相关信息），将调用ngx_list_push()将其插入到一个全是共享内存的链表：cf->cycle->shared_memory
   
6. 配置文件解析完成
7. 在函数 ngx_init_cycle() 中开始遍历：cf->cycle->shared_memory，逐个创建和初始化的工作共享内存
8. 创建由：ngx_shm_alloc()函数完成，根据系统的不同调用mmap和shmget
9. 初始化：由ngx_init_zone_pool()函数来完成，主要完成两件事：互斥锁和初始化slab内存管理方式(ngx_slab_init()函数)
   
10. 接着调用回调函数：shm_zone[i].init(&shm_zone[i], NULL)。这是在 5 中填写相关信息时候添加的函数。这个函数可以屏蔽掉 9 中的slab内存管理方式。
    
    以ngx_http_limit_req_module为例，调用的函数是：ngx_http_limit_req_init_zone()
    主要是根据自身模块的特别做一些处理。
    比如最终将共享内存的起始位置交给了：ngx_http_limit_req_ctx_t 结构体的*shpool->addr
    又比如：在9步中完成了slab内存管理方式的初始化，那么这里调用ngx_slab_alloc()函数完成了内存的具体的分配
    
    
11. 结束

相关结构体

作为表示共享内存的变量，需要了解其含义：

typedef struct ngx_shm_zone_s  ngx_shm_zone_t;

typedef ngx_int_t (*ngx_shm_zone_init_pt) (ngx_shm_zone_t *zone, void *data);

struct ngx_shm_zone_s {
    void                     *data; //与shm.addr存在关系，可以作为是否处理化该共享内存的标记（待确认）
    ngx_shm_t                 shm;  //见下
    ngx_shm_zone_init_pt      init;//指向一个回调函数，见流程的10
    void                     *tag;//指向一个模块的ngx_module_t变量
    				  //这是为了区分不同模块的共享内存可以有相同的名字
    				  //但是靠这个tag变量来区分
};

typedef struct {
    u_char      *addr;//初始地址
    size_t       size;//共享内存的大小
    ngx_str_t    name;//共享内存的名字
    ngx_log_t   *log;
    ngx_uint_t   exists;   /* unsigned  exists:1;  */
} ngx_shm_t;

相关函数

往小了说，只有两个，存在于：src/os/unix/ngx_shmem.c 和src/os/unix/ngx_shmem.h

如下：

ngx_int_t ngx_shm_alloc(ngx_shm_t *shm); //分配内存
void ngx_shm_free(ngx_shm_t *shm);       //释放内存

看其名字也知道是什么含义，注意在实现的过程中：
必须要下列三个值有一个被赋值之后，才会调用相应的

1. NGX_HAVE_MAP_ANON
2. NGX_HAVE_MAP_DEVZERO
3. NGX_HAVE_SYSVSHM

总结

通过这一次学习的总结，让我认识到：

1. 共享内存与slab机制联系紧密，而且我觉得slab机制更重要，它关系到如何管理这个共享内存
   
2. 共享内存与互斥锁也有紧密的关系：因为多线程对共享内存的访问涉及竞争，如何互斥的访问共享内存就需要互斥锁
3. 突然发现，必须要ngnix启动过程的详细行为做一个大致的了解：比如 ngx_init_cycle() 函数具体做了什么。
4. 必须对各个ngnix模块的分工做更多的了解，比如回答：这份源码是完成什么功能，什么模块调用其函数，需要其功能
5. 配置文件的了解也是必须的。比如流程中2的字段的具体含义。