Nginx各项功能解析（含web服务器群集，工作原理，工作模式，nginx和 fastcgi运行原理）

前言：

本篇博客单独介绍nginx的各项功能

• Nginx (engine x) 是一个高性能的HTTP和反向代理web服务器，同时也提供了IMAP/POP3/SMTP服务。
• 其将源代码以类BSD许可证的形式发布，因它的稳定性、丰富的功能集、示例配置文件和低系统资源的消耗而闻名。

一、nginx原理

1.1 nginx组成结构

Nginx 由内核和模块组成。

1.2 nginx的工作原理

• Nginx 本身做的工作实际很少，当它接到一个 HTTP 请求时， 它仅仅是通过查找配置文件将此次请求映射到一个 location block，而此 location 中所配置的各个指令则会启动不同的模块去完成工作，因此模块可以看做 Nginx 真正的劳动工作者。
• 通常一个 location 中的指令会涉及一个 handler 模块和多个 filter 模块（当然，多个 location 可以复用同一个模块）。handler 模块负责处理请求，完成响应内容的生成，而 filter 模块对响应内容进行处理。 用户根据自己的需要所开发的模块都属于第三方模块。正是有了这么多模块的支撑， Nginx 的功能才会如此强大。

二、 Nginx模块

2.1 Nginx模块结构

• 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

  MAIL 模块

• 基础模块：

  HTTP Access 模块

  HTTP FastCGI 模块

  HTTP Proxy 模块

  HTTP Rewrite 模块

• 第三方模块：

  HTTP Upstream Request Hash 模块

  Notice 模块

  HTTP Access Key 模块

2.2 Nginx模块功能分类

• Handlers（处理器模块）

  此类模块直接处理请求，并进行输出内容和修改 headers 信息等操作。Handlers 处理器模块一般只能有一个

• Filters（过滤器模块）

  此类模块主要对其他处理器模块输出的内容进行修改操作，最后由 Nginx 输出

• Proxies（代理类模块）

  此类模块是 Nginx 的 HTTP Upstream 之类的模块，这些模块主要与后端一些服务比如 FastCGI 等进行交互，实现服务代理和负载均衡等功能。

三、Nginx启动进程作用

• Nginx 在启动后，会有一个 master 进程和多个 worker 进程。

• master 进程主要用来管理 worker 进程，主要包含：

  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。

master 进程充当整个进程组与用户的交互接口，同时对进程进行监护。

它不需要处理网络事件，不负责业务的执行，只会通过管理worker 进程来实现重启服务、平滑升级、更换日志文件、配置文件实时生效等功能。

四、Nginx、FastCGI运行原理

• Nginx 不支持对外部程序的直接调用或者解析，所有的外部程序（包括 PHP）必须通过FastCGI 接口来调用
• FastCGI 接口在 Linux 下是 socket（这个 socket 可以是文件 socket， 也可以是 ip socket）
• wrapper 为了调用 CGI 程序，还需要一个 FastCGI 的 wrapper（wrapper 可以理解为用于启动另一个程序的程序），这个 wrapper 绑定在某个固定 socket 上，如端口或者文件 socket
• 当 Nginx 将 CGI 请求发送给这个 socket 的时候，通过 FastCGI 接口，wrapper 接收到请求，然后 Fork(派生）出一个新的线程，这个线程调用解释器或者外部程序处理脚本并读取返回数据
• 接着 wrapper 再将返回的数据通过 FastCGI 接口，沿着固定的 socket传递给 Nginx；最后 Nginx 将返回的数据（html 页面或者图片）发送给客户端。

原理图如下：