Nginx源码分析-事件循环

http://blog.csdn.net/marcky/article/details/6025651

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事件循环这个概念貌似在windows编程中提得更多，Linux程序却很少提及这个概念。本文所提及的事件循环其实就是worker cycle，由于此处将关注的不再是worker进程，而是worker进程在循环过程中关于事件处理的环节，因此就盗用了事件循环这个概念。在具体看代码前，先看一下这个“循环”的概貌：

经过前面相关博文的介绍，我们了解到master进程创建好一个worker进程后，worker进程还会进行一个初始化工作，然后才会陷入“死”循环中。这个“死循环”也就是本文将谈及的事件循环，也就是上图中的黄色部分。整个黄色部份是由一个循环构成的，实际上，这个循环里将会做很多的事情，但本文将只关注图中红色标注的事件部分——ngx_process_events_and_timers。ngx_process_events_and_timers是一个函数（定义在src/event/ngx_event.c中）。接下来，就从这个函数开始进入事件驱动的核心。

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 void
 ngx_process_events_and_timers(ngx_cycle_t *cycle)
 {
     ngx_uint_t  flags;
     ngx_msec_t  timer, delta;
     if (ngx_timer_resolution) {
         timer = NGX_TIMER_INFINITE;
         flags = 0;
     } else {
         timer = ngx_event_find_timer();
         flags = NGX_UPDATE_TIME;
     }
     /*ngx_use_accept_mutex变量代表是否使用accept互斥体
      默认是使用，accept_mutex off;指令关闭。
      accept mutex的作用就是避免惊群，同时实现负载均衡。
      */
     if (ngx_use_accept_mutex) {

         /*
          ngx_accept_disabled变量在ngx_event_accept函数中计算。
          如果ngx_accept_disabled大于了0，就表示该进程接受的
          连接过多，因此就放弃一次争抢accept mutex的机会，同时将
          自己减1。然后，继续处理已有连接上的事件。Nginx就借用
          此变量实现了进程关于连接的基本负载均衡。
          */
         if (ngx_accept_disabled > 0) {
             ngx_accept_disabled--;
         } else {
             /* ngx_accept_disabled小于0，连接数没超载*/

             /*尝试锁accept mutex，只有成功获取锁的进程，才会将listen
               套接字放入epoll中。因此，这就保证了只有一个进程拥有
               监听套接口，故所有进程阻塞在epoll_wait时，不会出现惊群现象。
             */
             if (ngx_trylock_accept_mutex(cycle) == NGX_ERROR) {
                 return;
             }
             if (ngx_accept_mutex_held) {
                 /*获取锁的进程，将添加一个NGX_POST_EVENTS标志，
                   此标志的作用是将所有产生的事件放入一个队列中，
                   等释放锁后，再慢慢来处理事件。因为，处理事件可能
                   会很耗时，如果不先释放锁再处理的话，该进程就长
                   时间霸占了锁，导致其他进程无法获取锁，这样accept
                   的效率就低了。
                 */
                 flags |= NGX_POST_EVENTS;
             } else {

                 /*没有获得锁的进程，当然不需要NGX_POST_EVENTS标志了。
                   但需要设置最长延迟多久，再次去争抢锁。
                 */
                 if (timer == NGX_TIMER_INFINITE
                     || timer > ngx_accept_mutex_delay)
                 {
                     timer = ngx_accept_mutex_delay;
                 }
             }
         }
     }

     delta = ngx_current_msec;
     /*epoll开始wait事件了,ngx_process_events的具体实现是对应到
       epoll模块中的ngx_epoll_process_events函数。单独分析epoll
       模块的时候，再具体看看。
     */
     (void) ngx_process_events(cycle, timer, flags);
     delta = ngx_current_msec - delta; /*统计本次wait事件的耗时*/
     /*ngx_posted_accept_events是一个事件队列
       暂存epoll从监听套接口wait到的accept事件。
       前文提到的NGX_POST_EVENTS标志被使用后，就会将
       所有的accept事件暂存到这个队列。

       这里完成对队列中的accept事件的处理，实际就是调用
       ngx_event_accept函数来获取一个新的连接，然后放入
       epoll中。
     */
     if (ngx_posted_accept_events) {
         ngx_event_process_posted(cycle, &ngx_posted_accept_events);
     }
     /*所有accept事件处理完成，如果拥有锁的话，就赶紧释放了。
       其他进程还等着抢了。
     */
     if (ngx_accept_mutex_held) {
         ngx_shmtx_unlock(&ngx_accept_mutex);
     }
     /*delta是上文对epoll wait事件的耗时统计，存在毫秒级的耗时
       就对所有事件的timer进行检查，如果time out就从timer rbtree中，
       删除到期的timer，同时调用相应事件的handler函数完成处理。
     */
     if (delta) {
         ngx_event_expire_timers();
     }
     /*处理普通事件（连接上获得的读写事件）队列上的所有事件，
       因为每个事件都有自己的handler方法，该怎么处理事件就
       依赖于事件的具体handler了。
     */
     if (ngx_posted_events) {
         if (ngx_threaded) {
             ngx_wakeup_worker_thread(cycle);
         } else {
             ngx_event_process_posted(cycle, &ngx_posted_events);
         }
     }
 }

 

ngx_process_events_and_timers一做完工作，就又回到了事件循环中去了，上图示；但会很快又会回到事件处理中来。

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上文中，分析了事件循环中有关事件处理的过程；在分析的过程中，我们有提到对accept事件的处理，accept事件就是监听套接口上有新的连接到来的事件；接下来，我们分析一下accept事件的handler方法，看看accept事件的处理过程是如何的。accept事件的handler方法是ngx_event_accept（位于src/event/ngx_event_accept.c中），代码分析如下：

 void
 ngx_event_accept(ngx_event_t *ev)
 {
     socklen_t          socklen;
     ngx_err_t          err;
     ngx_log_t         *log;
     ngx_socket_t       s;
     ngx_event_t       *rev, *wev;
     ngx_listening_t   *ls;
     ngx_connection_t  *c, *lc;
     ngx_event_conf_t  *ecf;
     u_char             sa[NGX_SOCKADDRLEN];
     。。。。。。。。。。。。。。。。。

     lc = ev->data;
     ls = lc->listening;
     ev->ready = 0;
     do {
         socklen = NGX_SOCKADDRLEN;
         /*accept一个新的连接*/
         s = accept(lc->fd, (struct sockaddr *) sa, &socklen);
         /*连接的错误处理*/
         if (s == -1) {
             err = ngx_socket_errno;
             if (err == NGX_EAGAIN) {
                 ngx_log_debug0(NGX_LOG_DEBUG_EVENT, ev->log, err,
                                "accept() not ready");
                 return;
             }
             ngx_log_error((ngx_uint_t) ((err == NGX_ECONNABORTED) ?
                                              NGX_LOG_ERR : NGX_LOG_ALERT),
                           ev->log, err, "accept() failed");
             if (err == NGX_ECONNABORTED) {
                 if (ngx_event_flags & NGX_USE_KQUEUE_EVENT) {
                     ev->available--;
                 }
                 if (ev->available) {
                     continue;
                 }
             }
             return;
         }
         /*accept到一个新的连接后，就重新计算ngx_accept_disabled的值
          ngx_accept_disabled已经提及过了，它主要用来做负载均衡之用。

          这里，我们能够看到它的求值方式是“总连接数的八分之一，减去
          剩余的连接数”。总连接数是指每个进程设定的最大连接数，这个数字
          可以在配置文件中指定。由此处的计算方式，可以看出：每个进程accept
          到总连接数的7/8后，ngx_accept_disabled就大于0了，连接也就
          超载了。
         */
         ngx_accept_disabled = ngx_cycle->connection_n / 8
                               - ngx_cycle->free_connection_n;
         /*从connections数组中获取一个connecttion slot来维护新的连接*/
         c = ngx_get_connection(s, ev->log);
         if (c == NULL) {
             if (ngx_close_socket(s) == -1) {
                 ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, ev->log, ngx_socket_errno,
                               ngx_close_socket_n " failed");
             }
             return;
         }
         /*为新的连接创建起一个memory pool，连接关闭的时候，才释放这个pool*/
         c->pool = ngx_create_pool(ls->pool_size, ev->log);
         if (c->pool == NULL) {
             ngx_close_accepted_connection(c);
             return;
         }
         。。。。。。。。。。。。。。
         /* set a blocking mode for aio and non-blocking mode for others */
         if (ngx_inherited_nonblocking) {
             if (ngx_event_flags & NGX_USE_AIO_EVENT) {
                 if (ngx_blocking(s) == -1) {
                     ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, ev->log, ngx_socket_errno,
                                   ngx_blocking_n " failed");
                     ngx_close_accepted_connection(c);
                     return;
                 }
             }
         } else {
             /*我们使用的epoll模型，在这里设置连接为nonblocking*/
             if (!(ngx_event_flags & (NGX_USE_AIO_EVENT|NGX_USE_RTSIG_EVENT))) {
                 if (ngx_nonblocking(s) == -1) {
                     ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, ev->log, ngx_socket_errno,
                                   ngx_nonblocking_n " failed");
                     ngx_close_accepted_connection(c);
                     return;
                 }
             }
         }
         *log = ls->log;
         /*初始化新连接*/
         c->recv = ngx_recv;
         c->send = ngx_send;
         c->recv_chain = ngx_recv_chain;
         c->send_chain = ngx_send_chain;
         c->log = log;
         c->pool->log = log;
         c->socklen = socklen;
         c->listening = ls;
         c->local_sockaddr = ls->sockaddr;
         c->local_socklen = ls->socklen;
         c->unexpected_eof = 1;
         rev = c->read;
         wev = c->write;
         wev->ready = 1;
         if (ngx_event_flags & (NGX_USE_AIO_EVENT|NGX_USE_RTSIG_EVENT)) {
             /* rtsig, aio, iocp */
             rev->ready = 1;
         }
         if (ev->deferred_accept) {
             rev->ready = 1;
         }
         rev->log = log;
         wev->log = log;
         /*
          * TODO: MT: - ngx_atomic_fetch_add()
          *             or protection by critical section or light mutex
          *
          * TODO: MP: - allocated in a shared memory
          *           - ngx_atomic_fetch_add()
          *             or protection by critical section or light mutex
          */
         c->number = ngx_atomic_fetch_add(ngx_connection_counter, 1);
         。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
         if (ngx_add_conn && (ngx_event_flags & NGX_USE_EPOLL_EVENT) == 0) {
             if (ngx_add_conn(c) == NGX_ERROR) {
                 ngx_close_accepted_connection(c);
                 return;
             }
         }
         log->data = NULL;
         log->handler = NULL;
         /*这里的listen handler很重要，它将完成新连接的最后初始化工作
           同时将accept到的新连接放入epoll中；挂在这个handler上的函数
           就是ngx_http_init_connection(位于src/http/ngx_http_request.c中)；
           这个函数放在分析http模块的时候再看吧。
         */
         ls->handler(c);
         if (ngx_event_flags & NGX_USE_KQUEUE_EVENT) {
             ev->available--;
         }
     } while (ev->available);
 }

 

accept事件的handler方法也就是如此了。剩下的就是每个连接上的读写事件的handler方法没有分析了，这一部分的内容将直接带领我们进入http模块中，所以等我们把epoll看完了，再开始http模块的分析吧。

 

 

备注：今天太阳真好，趁太阳还没有下山，就此收尾，然后出去享受周末的阳光。