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全网第一张源码,分析全景图,揭秘Nginx

架构师之道 1600

前言:

而今兄弟们对“nginx函数”大致比较关注,看官们都想要知道一些“nginx函数”的相关文章。那么小编也在网络上网罗了一些对于“nginx函数””的相关知识,希望姐妹们能喜欢,各位老铁们一起来了解一下吧!

不管是C/C++技术栈,还是PHP,Java技术栈,从事后端开发的朋友对nginx一定不会陌生。

想要深入学习nginx,阅读源码一定是非常重要的一环,但nginx源码量毕竟还是不算少,一不小心就容易陷入某个细节,迷失在茫茫码海之中。

如果有一张地图,让我们开启上帝视角,总览全局,帮助我们快速学习整体框架结构,又能不至于迷失其中那就再好不过了!

下面选取一些关键部分来一窥神秘的nginx。

主进程启动

nginx主进程启动后,进行一系列的初始化,包括但不限于:

命令行参数解析时间初始化日志初始化ssl初始化操作系统相关初始化一致性hash表初始化模块编号处理核心初始化

另外一个最重要的初始化由ngx_init_cycle()函数完成,该函数围绕nginx中非常核心的一个全局数据结构ngx_cycle_t展开。

该函数完成了几个核心初始化:

配置文件解析创建并监听socket初始化nginx各模块nginx核心模块群

nginx是一个模块化设计的软件,优秀的架构设计使得nginx可以扩展非常多的模块。

要一一描绘出这些模块显得有些杂乱和工作量巨大,仅选取一些关键核心模块进行了展示:

每个模块有一个支持的命令解析列表,在初始化过程中,主进程将会遍历所有模块的命令列表,进行配置文件中的命令解析,如经常用的ngx_http_proxy_module:

ngx_http_core_module模块:

main函数的最后,根据是否启用多进程模型,分别进入多进程版本的ngx_master_process_cycle和单进程版本的ngx_single_process_cycle()。

以常见的多进程版本为例,进入该函数后,首先设置进程名称为:"master process",随后启动各工作子进程。

启动子进程经过几层封装,最终通过fork启动多个子进程:

除了工作子进程,还启动了缓存管理进程。

之后主进程进入工作循环,周期性更新时间并检查各全局标记,根据不同情况给子进程发送不同信号。

子进程工作循环

子进程启动后,进入ngx_worker_process_cycle,进行一些工作进程的初始化,随后修改进程名称为:"worker process"。

接着进入工作循环函数ngx_process_events_and_timers,在该函数中主要负责:

竞争互斥锁,拿到锁的进程才能执行accept接受新的连接,以此在多进程之间解决惊群效应通过epoll异步IO模型处理网络IO事件,包括新的连接事件和已建立连接发生的读写事件处理定时器队列中到期的定时器事件,定时器通过红黑树的方式存储HTTP请求预处理

当连接有数据产生时,工作线程读取socket中到来的数据,并根据HTTP协议格式进行解析,最终封装成ngx_request_t请求对象,提交处理。

HTTP请求处理的11个阶段

在nginx中各HTTP模块是以挂载的形式串接而成,以流水线工作模式进行HTTP请求的处理,nginx将一个HTTP请求的处理划分为11个阶段。

typedef enum {    NGX_HTTP_POST_READ_PHASE = 0,    NGX_HTTP_SERVER_REWRITE_PHASE,    NGX_HTTP_FIND_CONFIG_PHASE,    NGX_HTTP_REWRITE_PHASE,    NGX_HTTP_POST_REWRITE_PHASE,    NGX_HTTP_PREACCESS_PHASE,    NGX_HTTP_ACCESS_PHASE,    NGX_HTTP_POST_ACCESS_PHASE,    NGX_HTTP_PRECONTENT_PHASE,    NGX_HTTP_CONTENT_PHASE,    NGX_HTTP_LOG_PHASE} ngx_http_phases;

每阶段(部分阶段保留,不允许挂载)允许多个模块挂载,一个模块也可以挂载到多个阶段。因此,初次完成挂载的存储结构是一个二维数组的形式。

不过在初始化过程中,ngx_http_init_phase_handlers函数将该二维数组转换成了一维数组。下图是nginx中各模块挂载情况:

全景图

最后,再来看一看全貌:

总结

nginx不仅是一款优秀的高性能web服务器,对于C/C++技术栈的同学来说,还是一个很好的学习对象,其良好的架构设计,优美的代码风格和经典的编程技法无一不值得细细品来。

不过限于笔者水平和时间有限,虽然号称全景图,但依然无法覆盖到nginx的方方面面,欢迎读者朋友留言交流,让此图日渐完善,谢谢大家。

标签: #nginx函数