Nginx 学习笔记--进程与模块

进程与模块（一）

简介

Nginx 的代码是由一个 核心 和一系列的 模块 组成。

Nginx 由内核和一系列模块组成：内核提供web服务的基本功能，如启用网络协议、创建运行环境、接收和分配客户端请求、处理模块之间的交互。模块实现Nginx的各种功能和操作，Nginx的模块从结构上分为核心模块、基础模块和第三方模块。

• 核心模块：HTTP模块、EVENT模块和MAIL模块
• 基础模块：HTTP Access模块、HTTP FastCGI模块、HTTP Proxy模块和HTTP Rewrite模块
• 第三方模块：HTTP Upstream Request Hash模块、Notice模块和HTTP Access Key模块及用户自己开发的模块

这样的设计使 Nginx 方便开发和扩展，也正因此才使得 Nginx 功能如此强大。Nginx 的模块默认编译进 Nginx 中，如果需要增加或删除模块，需要重新编译 Nginx，这一点不如 Apache 的动态加载模块方便。如果有需要动态加载模块，可以使用由淘宝网发起的 Web 服务器 Tengine，在 Nginx 的基础上增加了很多高级特性，完全兼容 Nginx，已被国内很多网站采用。

进程

首先我们要知道 Nginx 是以多进程的方式进行工作的。Nginx在Linux系统启动后，会以守护进程(daemon)的方式在后台运行，后台进程包括一个 master 进程和多个 worker 进程。

• master 进程

master进程主要用来管理worker进程，master的工作：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（异常关闭下），重新开启新的worker进程。

master 进程主要完成如下工作：

• 读取并验证配置信息

• 创建、绑定及关闭套接字

• 启动、终止worker进程及维护worker进程的个数

• 无须终止服务而重新配置工作

• 控制非中断式程序升级、启用新的二进制程序及在有需要时回滚至老版本

• 重新打开日志文件

• 编译嵌入式Perl脚本

• worker 进程

对于基本的网络请求，Nginx则是放在worker进程来处理。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，各进程之间相互独立。

一个请求，只能在一个worker进程中处理， 一个worker进程，不可能处理其它进程的请求。之间的关系是一对一。

Nginx在启动时，创建一组初始的监听套接字，HTTP 请求和响应之时，worker 连续接收、读取和写入套接字。

worker 进程主要完成如下工作：

• 接收、传入并处理来自客户端的请求
• 提供反向代理及过滤功能
• nginx任何能完成的其他任务

既然 worker 进程之间是平等的，每个进程，处理请求的机会也是一样的。当我们提供 80 端口的 http 服务时，一个连接请求过来，每个进程都有可能处理这个连接。那么问题来了，到底最后怎样处理，是由什么决定的呢？我们来看一看一个完整的请求是怎样通过互相的协作来实现的：

1. 首先，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（listenfd）之后，然后再 fork 出多个 worker 进程。
2. 所有 worker 进程的 listenfd 会在新连接到来时变得可读，为保证只有一个进程处理该连接，所有 worker 进程会在注册 listenfd 读事件前抢 accept_mutex，抢到互斥锁的那个进程注册 listenfd 读事件，然后在读事件里调用 accept 接受该连接。
3. 当一个 worker 进程在 accept 这个连接之后，就开始读取请求、解析请求、处理请求。产生数据后，再返回给客户端，最后才断开连接，这样一个完整的请求就是这样的了。

我们可以看到：一个请求，完全由 worker 进程来处理，而且只在一个 worker 进程中处理。

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