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揭秘Nginx模块开发与架构设计实战指南
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更新于2024-07-21
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《深入理解Nginx模块开发与架构解析》是一本由陶辉撰写的关于Nginx的专业书籍,由机械工业出版社出版,适合对Nginx技术感兴趣的开发者和系统管理员阅读。该书旨在帮助读者深入了解Nginx的工作原理,尤其是模块开发和架构设计,使他们能够创建自定义HTTP模块以满足特定需求。 书中的内容分为两部分:首先,作者从基础讲起,介绍了Nginx的基本用法和配置规则,让读者熟悉常见的模块操作。接着,核心内容是关于HTTP模块开发的深入讲解,包括但不限于Nginx的基础数据结构、配置项解析、日志记录技术、upstream和subrequest的使用方法等。这些内容不仅理论性强,而且实战性十足,有助于读者掌握模块开发的实际技巧。 书中还结合Nginx源码分析,揭示了Nginx的设计思想和架构,帮助读者理解其内部工作机制,从而实现高效、灵活的模块定制。作者作为阿里巴巴资深Nginx技术专家,以其丰富的经验为基础,确保读者能从这本书中获取到实用且深入的知识。 此书的独特之处在于它填补了市场上关于Nginx模块开发教程的空白,是目前唯一一本从设计思想和架构角度指导读者进行模块开发的教材。对于Nginx用户来说,无论是希望提升技能还是解决实际问题,都能从中受益匪浅。 购买时,读者可以放心,因为机械工业出版社提供了完善的售后服务,如遇到质量问题,可及时调换。此外,书后的联系方式也方便读者寻求进一步的帮助或反馈。 《深入理解Nginx模块开发与架构解析》是一本深度学习和实践Nginx模块开发的宝贵参考资料,对于提升IT专业人员的技术能力和项目定制能力具有重要意义。
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X V I
10.6.10 NGX_HTTP_TRY_FILES_PHASE 阶段 / 381
10.6.11 NGX_HTTP_CONTENTJPHASE 阶段 / 381
10.6.12 NGX_HTTP_LOG_PHASE 阶段 / 382
10.7 HTTP框架的初始化流程/ 383
10.8 小结 / 385
第 1 1章 HTTP框 架 的 执 行 流 程 / 386
11.1 HTTP框架执行流程概述/ 387
1 1 . 2 新连接建立时的行为/ 388
1 1 . 3 第一次可读事件的处理/ 390
1 1 . 4 接 收 HTTP请 求 行 / 396
1 1 . 5 接收 HTTP头 部 / 399
1 1 . 6 处理 HTTP请 求 / 403
11.6.1 ngx_http_core_generic_phase / 409
11.6.2 ngx一http—core一rewrite_phase / 411
11.6.3 ngx_http_core_access_phase / 412
11.6.4 ngx_http_core_content_phase / 415
11.7 subrequest 与 post 请求 / 419
1 1 . 8 处理 HTTP包 体 / 421
1 1 . 8 , 1 接收包体/ 422
1 1 .8 .2 放弃接收包体/ 429
1 1 . 9 发 送 HTTP响 应 / 433
11.9.1 ngx_http_send__header / 434
11.9.2 ngx_http—output一filter / 436
11.9.3 ngx_http_writer / 440
11.10 结束 HTTP 请求 / 442
11.10.1 ngx一http一close一connection / 443
11.10.2 ngxjittp_free_request / 444
11.10.3 ngx_http_close_request / 446
11.10.4 ngx一http_finalize一connection / 447
11.10.5 ngx_http_terminate_request / 447
11.10.6 ngx_http_finalize_request / 448
11.11 小结 / 452
第 12章 upstream机制的设计与实现/ 453
12.1 upstream 机制概述 / 453
12.1.1 设计目的/4 5 4
12.1.2 ngx_http_upstream_t 数据结构的意义 / 456
12.1.3 ngx_http_upstream_conf_t 配置结构体 / 459
12.2 启动 upstream / 462
1 2 . 3 与上游服务器建立连接/ 464
1 2 . 4 发送请求到上游服务器/ 467
1 2 . 5 接收上游服务器的响应头部/ 470
12.5.1 应用层协议的两段划分方式/ 470
1 2 .5 . 2 处理包体的3 种方 式/ 471
1 2 .5 .3 接收响应头部的流程/473
1 2 . 6 不转发响应时的处理流程/ 476
12.6.1 input_filter 方法的设计 / 477
12.6.2 默认的 input_filter 方法 / 478
1 2 . 6 . 3 接收包体的流程/ 479
1 2 . 7 以下游网速优先来转发响应/ 481
1 2 .7 . 1 转发响应的包头/ 482
1 2 .7 .2 转发响应的包体/ 484
1 2 . 8 以上游网速优先来转发响应/ 489
12.8.1 ngx_event_pipe_t 结构体的意义 / 489
1 2 . 8 . 2 转发响应的包头/49 3
12.8.3 转发响应的包体/ 495
12.8.4 ngx一event_pipe一read upstream 方法 / 498
12.8.5 ngx一event_pipe_write_to_downstream 方法 / 502
12.9 结束 upstream 请求 / 504
12.10 小结 / 508
第 13章 邮 件 代 理 模 块 / 509
1 3 . 1 邮件代理服务器的功能/ 509
1 3 . 2 邮件模块的处理框架/ 512
13.2.1 —个请求的8 个独立处理阶段/ 512
13.2.2 邮件类模块的定义/ 514
XVIII
13.2.3 邮件框架的初始化/ 516
1 3 . 3 初始化请求/ 517
13.3.1 描述邮件请求的ngx_mail_session_t结构体/ 517
1 3 .3 .2 初始化邮件请求的流程/ 519
1 3 . 4 接收并解析客户端请求/ 520
1 3 . 5 邮件认证/ 520
13.5.1 ngx mail auth http ctx t 结构体 / 520
13.5.2 与认证服务器建立连接/ 522
13.5.3 发送请求到认证服务器/ 522
1 3 .5 .4 接收并解析响应/ 525
1 3 . 6 与上游邮件服务器间的认证交互/ 526
13.6.1 ngx_mail_proxy_ctx_t 结构体 / 526
1 3 . 6 .2 向上游邮件服务器发起连接/ 527
1 3 . 6 .3 与邮件服务器认证交互的过程/ 528
1 3 . 7 透传上游邮件服务器与客户端间的流/ 530
13.8 小结 / 535
第 14章 进 程 间 的 通 信 机 制 / 536
14.1 概述 / 536
1 4 . 2 共享内存/ 536
1 4 . 3 原子操作/ 541
1 4 .3 .1 不支持原子库下的原子操作/ 541
14.3.2 x 8 6 架构下的原子操作/ 542
14.3.3 自旋锁 / 545
14.4 Nginx 频 道 /54 6
14.5 信号 / 549
1 4 . 6 信 号量/ 551
1 4 . 7 文件锁/ 553
1 4 . 8 互斥锁 / 556
14.8.1 文件锁实现的ngx_shmtx_t锁 / 558
1 4 . 8 . 2 原子变量实现的ngx_shmtx_t锁 / 560
14.9 小结 / 565
N g in x能帮我们做什么
本部分内容
第1章研 究 N ginx前的准备工作
第 2 章 N ginx的配置
第1章研究Nginx前的准备工作
2012 年 , Nginx 荣获年度云计算开发奖(2012 Cloud Award for Developer of the Year),
并成长为世界第二大Web服务器。全世界 流量最高的前1000名网站中,超 过 2 5 % 都使用
Nginx来处理海量的互联网请求。Nginx已经成为业界高性能Web服务器的代名词。
那么,什 么是N g in x ? 它有哪些特点?我们选 择Nginx的理由是什么?如何编译安装
N g in x ? 这种安装方式背后隐藏的又是什么样的思想呢?本章将会回答上述问题。
1.1 N g inx是 什 么
人们在了解新事物时,往往习惯通过类比来帮助自己理解事物的概貌。那么,我们在学
习 Nginx时也采用同样的方式,先来看看Nginx的竞争对手
---
Apache、Lighttpd、Tomcat、
Jetty、IIS, 它们都是Web服 务 器 ,或 者 叫 做 WWW (Worldwide Web) 服务器,相应地
也 都 具 备 Web服 务 器 的 基 本 功 能 :基 于 REST架构风格e , 以统一资源描述符( Uniform
Resource Identifier, URI) 或者统 一资源定 位 符( Uniform Resource Locator, URL) 作为沟
通依据,通 过 HTTP为浏览器等客户端程序提供各种网络服务。然而,由于这些Web服务器
在设计阶段就受到许多局限,例如当时的互联网用户规模、网络带宽、产品特点等局限,并
且各自的定位与发展方向都不尽相同,使得每一款Web服务器的特点与应用场合都很鲜明。1
Tomcat和 Jetty面 向 Java语 言,先天就是重量级的Web服务器,它的 性 能与Nginx没
有可比性,这里略过。
IIS只能在Windows操作系统上运行。Windows作为服务器在稳定性与其他一些性能上
都不如类UNIX操作系统,因此,在需要高性能Web服务器的场合下,I IS 可 能 会 被 “冷 落 ”。
Apache的发展时期很长,而且是目前毫无争议的世界第一大Web服务器,图 1-1中是
12 年 来 (2 010〜 2012年 )世 界 Web服务器的使用排名情况。
从 图 1 -1 中可以看出,Apache目前处于领先地位。
Apache有许多优点,如稳定、开源、跨平台等,但它出现的时间太长了,在它兴起的
年代,互联网的产业规模远远比不上今天,所以它被设计成了一个重量级的、不支持髙并发
的 Web服务器。在 Apache服务器上,如果有数以万计的并发HTTP请求同时访问,就会导
致服务器上消耗大量内存,操作系统内核对成百上千的Apache进程做进程间切换也会消耗
大 量 CPU资源,并导 致HTTP请求的平均响应速度降低,这些都决定了 Apache不可能成为
0 参见 Roy Fielding 博 士 的 论 文 《 Architectural Styles and the Design of Network-based Software Architectures》,
可在
http://www.ics.uci.edu/〜fielding/pubs/dissertation/top.htm 査看原文。
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