Nginx架构

jopen 8年前

nginx在启动后，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。

Nginx架构

当然nginx也是支持多线程的方式的，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。

master进程主要用来管理worker进程，包含：接收来自外界的信号，向各worker进程发送信号，监控worker进程的运行状态，当worker进程退出后(异常情况下)，会自动重新启动新的worker进程。

worker进程则是处理基本的网络事件。多个worker进程之间是对等的，他们同等竞争来自客户端的请求，各进程互相之间是独立的。一个请求，只可能在一个worker进程中处理，一个worker进程，不可能处理其它进程的请求。

worker进程的个数是可以设置的，一般我们会设置与机器cpu核数一致。更多的worker数，只会导致进程来竞争cpu资源了，从而带来不必要的 上下文切换。而且，nginx为了更好的利用多核特性，具有cpu绑定选项，我们可以将某一个进程绑定在某一个核上，这样就不会因为进程的切换带来 cache的失效。

  惊群现象

每个worker进程都是从master进程fork过来。在master进程里面，先建立好需要listen的socket之后，然后再fork出多 个worker进程，这样每个worker进程都可以去accept这个socket(当然不是同一个socket，只是每个进程的这个socket会监 控在同一个ip地址与端口，这个在网络协议里面是允许的)。一般来说，当一个连接进来后，所有在accept在这个socket上面的进程，都会收到通 知，而只有一个进程可以accept这个连接，其它的则accept失败。

相对于线程，采用进程的优点

进程之间不共享资源，不需要加锁，所以省掉了锁带来的开销。

采用独立的进程，可以让互相之间不会影响，一个进程退出后，其它进程还在工作，服务不会中断，master进程则很快重新启动新的worker进程。

编程上更加容易。

  多线程的问题

而多线程在多并发情况下，线程的内存占用大，线程上下文切换造成CPU大量的开销。想想apache的常用工作方式（apache也有异步非阻塞版本， 但因其与自带某些模块冲突，所以不常用），每个请求会独占一个工作线程，当并发数上到几千时，就同时有几千的线程在处理请求了。这对操作系统来说，是个不 小的挑战，线程带来的内存占用非常大，线程的上下文切换带来的cpu开销很大，自然性能就上不去了，而这些开销完全是没有意义的。

异步非阻塞

异步的概念和同步相对的，也就是不是事件之间不是同时发生的。

非阻塞的概念是和阻塞对应的，阻塞是事件按顺序执行，每一事件都要等待上一事件的完成，而非阻塞是如果事件没有准备好，这个事件可以直接返回，过一段时间再进行处理询问，这期间可以做其他事情。但是，多次询问也会带来额外的开销。

总的来说，Nginx采用异步非阻塞的好处在于：

  • 不需要创建线程，每个请求只占用少量的内存

  • 没有上下文切换，事件处理非常轻量

nginx的源码目录结构(100%)

nginx 的优秀除了体现在程序结构以及代码风格上，nginx的源码组织也同样简洁明了，目录结构层次结构清晰，值得我们去学习。nginx的源码目录与 nginx的模块化以及功能的划分是紧密结合，这也使得我们可以很方便地找到相关功能的代码。这节先介绍nginx源码的目录结构，先对nginx的源码 有一个大致的认识，下节会讲解nginx如何编译。

下面是nginx源码的目录结构： 

.  ├── auto            自动检测系统环境以及编译相关的脚本  │   ├── cc          关于编译器相关的编译选项的检测脚本  │   ├── lib         nginx编译所需要的一些库的检测脚本  │   ├── os          与平台相关的一些系统参数与系统调用相关的检测  │   └── types       与数据类型相关的一些辅助脚本  ├── conf            存放默认配置文件，在make install后，会拷贝到安装目录中去  ├── contrib         存放一些实用工具，如geo配置生成工具（geo2nginx.pl）  ├── html            存放默认的网页文件，在make install后，会拷贝到安装目录中去  ├── man             nginx的man手册  └── src             存放nginx的源代码      ├── core        nginx的核心源代码，包括常用数据结构的定义，以及nginx初始化运行的核心代码如main函数      ├── event       对系统事件处理机制的封装，以及定时器的实现相关代码      │   └── modules 不同事件处理方式的模块化，如select、poll、epoll、kqueue等      ├── http        nginx作为http服务器相关的代码      │   └── modules 包含http的各种功能模块      ├── mail        nginx作为邮件代理服务器相关的代码      ├── misc        一些辅助代码，测试c++头的兼容性，以及对google_perftools的支持      └── os          主要是对各种不同体系统结构所提供的系统函数的封装，对外提供统一的系统调用接口