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Nginx源码深度解析：进程模型与核心处理机制

nginx

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142页

《nginx源码剖析》是一本深入探讨Nginx源码的书籍，作者Simohayha在JavaEye社区分享了其研究。Nginx是一款高性能的Web服务器和反向代理服务器，以其稳定性、高效性和模块化设计而闻名。这本书详细剖析了Nginx的核心组件和工作原理，包括： 1. **服务器设计**：首先介绍了Nginx的进程模型，它采用master-worker架构，master进程负责全局初始化和管理，worker进程则处理具体的请求。它们通过socketpair进行通信，每个新fork的子进程会接收socketpair句柄以便于进程间交互。 2. **内存管理**：书中详细解释了Nginx如何管理内存，确保资源的有效利用，这对理解其性能至关重要。 3. **请求解析**：涵盖了request的解析过程，说明Nginx如何识别和处理HTTP请求，这涉及到Nginx的配置文件解析和模块的调用流程。 4. **过滤器处理**：Nginx的过滤器机制被拆解，解释了它们如何在请求处理过程中进行数据流控制和处理策略。 5. **输出链路处理**：涉及了Nginx如何组织响应生成和发送的过程，包括两个部分，分别讨论了不同阶段的处理逻辑。 6. **锁与并发控制**：书中讨论了Nginx如何避免锁竞争和惊群问题，确保并发处理的线程安全。 7. **handler处理**：这部分深入分析了Nginx中用于处理特定请求类型的handler函数，以及sub_request的使用场景。 8. **核心函数`ngx_spawn_process`**：该函数是Nginx启动和子进程管理的关键，作者揭示了其内部的工作流程，如子进程的创建、配置的传递和socketpair的建立。通过阅读这本书，读者可以了解到Nginx底层的实现细节，这对于理解其高效运作机制、优化性能和定制扩展具有重要的参考价值。对于任何对Nginx感兴趣的开发者或系统管理员来说，这本书是不可或缺的学习资料。

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///最终如果信号是sigchld，我们收割僵尸进程(用waitpid)。

if (signo == SIGCHLD) {

ngx_process_get_status();

}

ngx_set_errno(err);

}

先来看master的主循环，处理其实很简单，就是在循环过程中判断相应的条件，然后进入相应的处理。这里的

相关标志位基本都是在上面的信号处理函数中赋值的。：

for ( ;; ) {

///delay用来等待子进程退出的时间，由于我们接受到SIGINT信号后，我们需要先发送信号给子进程，而子进程的退出需要一定的时间，超时时如果子进程已退出，我们父进程就直接退出，否则发送sigkill信号给子进程(强制退出),然后再退出。

if (delay) {

delay *= 2;

..............................................

itv.it_interval.tv_sec = 0;

itv.it_interval.tv_usec = 0;

itv.it_value.tv_sec = delay / 1000;

itv.it_value.tv_usec = (delay % 1000 ) * 1000;

///设置定时器。

if (setitimer(ITIMER_REAL, &itv, NULL) == -1) {

ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, cycle->log, ngx_errno,

"setitimer() failed");

}

///延时，等待定时器。

sigsuspend(&set);

ngx_time_update(0, 0);

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1.1 nginx的进程模型

第 16 / 142 页

ngx_log_debug0(NGX_LOG_DEBUG_EVENT, cycle->log, 0, "wake up");

///ngx_reap为1,说明有子进程已经退出。

if (ngx_reap) {

ngx_reap = 0;

ngx_log_debug0(NGX_LOG_DEBUG_EVENT, cycle->log, 0, "reap children");

///这个里面处理退出的子进程(有的worker异常退出，这时我们就需要重启这个worker )，如果所有子进程都退出则会返回0.

live = ngx_reap_children(cycle);

}

///如果没有存活的子进程，并且收到了ngx_terminate或者ngx_quit信号，则master退出。

if (!live && (ngx_terminate || ngx_quit)) {

ngx_master_process_exit(cycle);

}

///收到了sigint信号。

if (ngx_terminate) {

///设置延时。

if (delay == 0) {

delay = 50;

}

if (delay > 1000) {

///如果超时，则强制杀死worker

ngx_signal_worker_processes(cycle, SIGKILL);

} else {

///负责发送sigint给worker，让它退出。

ngx_signal_worker_processes(cycle,

ngx_signal_value(NGX_TERMINATE_SIGNAL));

}

continue;

}

///收到quit信号。

if (ngx_quit) {

///发送给worker quit信号

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1.1 nginx的进程模型

第 17 / 142 页

ngx_signal_worker_processes(cycle,

ngx_signal_value(NGX_SHUTDOWN_SIGNAL));

ls = cycle->listening.elts;

for (n = 0; n < cycle->listening.nelts; n++) {

if (ngx_close_socket(ls[n].fd) == -1) {

ngx_log_error(NGX_LOG_EMERG, cycle->log, ngx_socket_errno,

ngx_close_socket_n " %V failed",

&ls[n].addr_text);

}

cycle->listening.nelts = 0;

continue;

}

///收到需要reconfig的信号

if (ngx_reconfigure) {

ngx_reconfigure = 0;

///判断是否热代码替换后的新的代码还在运行中(也就是还没退出当前的master)。如果还在运行中，则不需要重新初始化config。

if (ngx_new_binary) {

ngx_start_worker_processes(cycle, ccf->worker_processes,

NGX_PROCESS_RESPAWN);

ngx_start_cache_manager_process(cycle, NGX_PROCESS_RESPAWN);

ngx_noaccepting = 0;

continue;

}

ngx_log_error(NGX_LOG_NOTICE, cycle->log, 0, "reconfiguring");

///重新初始化config，并重新启动新的worker

cycle = ngx_init_cycle(cycle);

if (cycle == NULL) {

cycle = (ngx_cycle_t *) ngx_cycle;

continue;

}

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1.1 nginx的进程模型

第 18 / 142 页

ngx_cycle = cycle;

ccf = (ngx_core_conf_t *) ngx_get_conf(cycle->conf_ctx,

ngx_core_module);

ngx_start_worker_processes(cycle, ccf->worker_processes,

NGX_PROCESS_JUST_RESPAWN);

ngx_start_cache_manager_process(cycle, NGX_PROCESS_JUST_RESPAWN);

live = 1;

ngx_signal_worker_processes(cycle,

ngx_signal_value(NGX_SHUTDOWN_SIGNAL));

}

///这个标志没弄懂有什么意义。代码里面是当热代码替换后，如果ngx_noacceptig被设置了，则设置这个标志位(难道意思是热代码替换前要先停止当前的accept连接？)

if (ngx_restart) {

ngx_restart = 0;

ngx_start_worker_processes(cycle, ccf->worker_processes,

NGX_PROCESS_RESPAWN);

ngx_start_cache_manager_process(cycle, NGX_PROCESS_RESPAWN);

live = 1;

}

///重新打开log

if (ngx_reopen) {

ngx_reopen = 0;

ngx_log_error(NGX_LOG_NOTICE, cycle->log, 0, "reopening logs");

ngx_reopen_files(cycle, ccf->user);

ngx_signal_worker_processes(cycle,

ngx_signal_value(NGX_REOPEN_SIGNAL));

}

///热代码替换

if (ngx_change_binary) {

ngx_change_binary = 0;

ngx_log_error(NGX_LOG_NOTICE, cycle->log, 0, "changing binary");

///进行热代码替换，这里是调用execve来执行新的代码。

ngx_new_binary = ngx_exec_new_binary(cycle, ngx_argv);

}

///接受到停止accept连接，其实也就是worker退出(有区别的是，这里master不需要退出).。

if (ngx_noaccept) {

ngx_noaccept = 0;

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1.1 nginx的进程模型

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ngx_noaccepting = 1;

///给worker发送信号。

ngx_signal_worker_processes(cycle,

ngx_signal_value(NGX_SHUTDOWN_SIGNAL));

}

然后来看worker的主循环,worker的比较简单。逻辑和master的很相似：

for ( ;; ) {

///ngx_exiting是当收到master的quit命令后，设置为1,然后等待其他资源退出。

if (ngx_exiting) {

c = cycle->connections;

.............................................

///定时器超时则退出worker

if (ngx_event_timer_rbtree.root == ngx_event_timer_rbtree.sentinel)

{

ngx_log_error(NGX_LOG_NOTICE, cycle->log, 0, "exiting");

ngx_worker_process_exit(cycle);

}

ngx_log_debug0(NGX_LOG_DEBUG_EVENT, cycle->log, 0, "worker cycle");

ngx_process_events_and_timers(cycle);

///收到shutdown命令则worker直接退出

if (ngx_terminate) {

ngx_log_error(NGX_LOG_NOTICE, cycle->log, 0, "exiting");

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1.1 nginx的进程模型

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docker: Error response from daemon: failed to create task for container: failed to create shim task: OCI runtime create failed: runc create failed: unable to start container process: error during container init: error mounting "/usr/local/dockerdata/nginx/nginx.conf" to rootfs at "/etc/nginx/nginx.conf": mount /usr/local/dockerdata/nginx/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf (via /proc/self/fd/7), flags: 0x5001: not a directory: unknown: Are you trying to mount a directory onto a file (or vice-versa)? Check if the specified host path exists and is the expected type.

错误提示表明在容器初始化过程中，无法将主机路径 `/usr/local/dockerdata/nginx/nginx.conf` 挂载到容器的 `/etc/nginx/nginx.conf` 路径上，因为 `/usr/local/dockerdata/nginx/nginx.conf` 不是一个目录。...

nginx: [emerg] unknown directive "location/" in /etc/nginx/nginx.conf:41 nginx: configuration file /etc/nginx/nginx.conf test failed

在这个例子中，错误消息指出在`/etc/nginx/nginx.conf`文件的第41行有一个未知的指令`location/`。要解决这个问题，您需要检查`/etc/nginx/nginx.conf`文件的第41行，并确保该行中的指令是正确的。在这种情况下，...

[root@yfs01 nginx]# ./sbin/nginx -c nginx.conf nginx: [emerg] open() "/var/log/nginx/error.log" failed (2: No such file or directory)

这个错误是因为Nginx无法找到指定的error.log文件。在你的配置文件中，指定了这个文件的路径为`/var/log/nginx/error.log`。你可以按照以下步骤解决这个错误： 1. 检查error.log文件是否存在于指定的路径`/var/log/...

nginx: [emerg] getpwnam("nginx") failed in /etc/nginx/nginx.conf:5 nginx: configuration file /etc/nginx/nginx.conf test failed

根据错误信息，nginx 在读取配置文件`/etc/nginx/nginx.conf`时遇到了问题，具体的错误是 `getpwnam("nginx") failed`。这很可能是由于 nginx 的用户和组没有正确设置导致的。可以按照以下步骤修复此错误： 1. ...

open() "/etc/nginx/nginx.conf" failed (2: No such file or directory)

open() "/etc/nginx/nginx.conf" failed (2: No such file or directory)错误是由于Nginx配置文件路径不正确导致的。Nginx的配置文件通常位于/etc/nginx/nginx.conf，但如果该文件不存在，就会出现这个错误。可以...

[root@yfs01 nginx]# pwd /usr/local/nginx [root@yfs01 nginx]# ./sbin/nginx -c nginx.conf nginx: [emerg] open() "/var/log/nginx/error.log" failed (2: No such file or directory)

根据你提供的信息，Nginx配置文件中指定的error.log文件路径为`/var/log/nginx/error.log`，而实际上该文件不存在。你可以按照以下步骤解决这个错误： 1. 创建错误日志文件你需要在指定路径`/var/log/nginx/`下...

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Welcome to nginx!

的地方替换修改为：

[你的姓名与学号]

。例如，姓名 cuiji、学号 1746

RUN wget http://nginx.org/download/nginx-1.23.3.tar.gz # 解压安装 RUN tar -xzvf nginx-1.23.3.tar.gz RUN cd nginx-1.23.3 && ./configure && make && make install # 删除nginx的下载包和解压的文件夹 RUN rm ...

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