从 mian 函数开始一步一步分析 nginx 执行流程（二）

如不做特殊说明，本博客所使用的 nginx 源码版本是 1.0.14，[] 中是代码所在的文件！

上一个博客中我们将 main 函数执行流程分析完，到最后一步调用 ngx_master_process_cycle()，现在我们就来分析该函数的执行流程，写贴部分代码：

[os/unix/ngx_process_cycle.c]

  83 /* master 进程：监控进程 */

  84 void

  85 ngx_master_process_cycle(ngx_cycle_t *cycle)

  86 {

  87     char              *title;

  88     u_char            *p;

  89     size_t             size;

  90     ngx_int_t          i;

  91     ngx_uint_t         n, sigio;

  92     sigset_t           set;

  93     struct itimerval   itv;

  94     ngx_uint_t         live;

  95     ngx_msec_t         delay;

  96     ngx_listening_t   *ls;

  97     ngx_core_conf_t   *ccf;

  98 

  99     /* master 进程是靠信号来控制的，所以以下可以看着是对信号的一些设置 */

 100     /* sigemptyset() 用来将参数信号集初始化并清空 */

 101     sigemptyset(&set);

 102     /* sigaddset()用来将参数signum 代表的信号加入至参数set 信号集里。*/

 103     sigaddset(&set, SIGCHLD);   /* 加入 SIGCHILD 信号 */

 104     sigaddset(&set, SIGALRM);

 105     sigaddset(&set, SIGIO);

 106     sigaddset(&set, SIGINT);

 107     sigaddset(&set, ngx_signal_value(NGX_RECONFIGURE_SIGNAL));

 108     sigaddset(&set, ngx_signal_value(NGX_REOPEN_SIGNAL));

 109     sigaddset(&set, ngx_signal_value(NGX_NOACCEPT_SIGNAL));

 110     sigaddset(&set, ngx_signal_value(NGX_TERMINATE_SIGNAL));

 111     sigaddset(&set, ngx_signal_value(NGX_SHUTDOWN_SIGNAL));

 112     sigaddset(&set, ngx_signal_value(NGX_CHANGEBIN_SIGNAL));

 113 

 114     /* 阻塞信号？ */

 115     if (sigprocmask(SIG_BLOCK, &set, NULL) == -1) {

 116         ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, cycle->log, ngx_errno,

 117                       "sigprocmask() failed");

 118     }

 119 

 120     sigemptyset(&set);

　　1.由于 master 进程是控制进程，他不做实际的工作，只是实现对 worker 进程的控制。所以 master 会一直阻塞起来，唯一驱动 master 进程进行工作的是信号！ 101 - 12 行相当于把想要关心的信号都加入到 set 中。

 123     size = sizeof(master_process);

 124 

 125     for (i = 0; i < ngx_argc; i++) {

 126         size += ngx_strlen(ngx_argv[i]) + 1;

 127     }

 128 

 129     title = ngx_pnalloc(cycle->pool, size);

 130 

 131     p = ngx_cpymem(title, master_process, sizeof(master_process) - 1);

 132     for (i = 0; i < ngx_argc; i++) {

 133         *p++ = ' ';

 134         p = ngx_cpystrn(p, (u_char *) ngx_argv[i], size);

 135     }

 136 

 137     ngx_setproctitle(title);

 138 

 139     /* 获取配置信息 */

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

 141 

 142     /* 创建工作进程：worker_process ，这是重要的一步 */

 143     ngx_start_worker_processes(cycle, ccf->worker_processes,

 144                                NGX_PROCESS_RESPAWN);

 145     /* 运行 Cache 进程 :该函数中还可能会创建另一个进程 */

 146     ngx_start_cache_manager_processes(cycle, 0);

 147 

 148     /* 全部是旗标 */

 149     ngx_new_binary = 0; /* 新的二进制文件 */

 150     delay = 0;          /* 是否延时      */

 151     sigio = 0;          /* IO信号        */

 152     live = 1;           /* 是否活着      */

　　2. 12-137 是为了设置进程的名称，该进程的名称格式是 "nginx: master process "+ 你启动 nginx 所输入的命令。例如我输入 sudo ./nginx -g aaa 启动 nginx，那么 master 进程名就是 : nginx: master process ./nginx -g -aaa

　　3. 140 行获取配置信息

　　4. 143 行很重要，调用 ngx_start_process () 函数创建 worker 进程，真正的工作也就从这里开始了，下一节我们将分析该函数。146 行调用 ngx_start_cache_manager_processes() 函数创建管理进程！这个函数我们以后也会进行相应的分析。

　　5. 149-152 行初始化一些全局变量 ngx_new_binary 是否执行新的二进制文件、delay 是否时延、sigio 是否有 IO 信号、live 是否存活

 154     /* master 进程开始了，这里是个死循环 */

 155     for ( ;; ) {

 156         if (delay) {

 157             if (ngx_sigalrm) {

 158                 sigio = 0;

 159                 delay *= 2;

 160                 ngx_sigalrm = 0;

 161             }

 162 

 163             ngx_log_debug1(NGX_LOG_DEBUG_EVENT, cycle->log, 0,

 164                            "termination cycle: %d", delay);

 165 

 166             itv.it_interval.tv_sec = 0;

 167             itv.it_interval.tv_usec = 0;

 168             itv.it_value.tv_sec = delay / 1000;

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

 170 

 171             //ÉèÖöšÊ±Æ÷

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

 173                 ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, cycle->log, ngx_errno,

 174                               "setitimer() failed");

 175             }

 176         }

 177 

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

 179 

 180         /* 通常情况下，master 进程挂起，等待信号来临 */

 181         sigsuspend(&set);

 182         /* 信号来了，往下执行 */

 183         ngx_time_update();

 184 

 185         ngx_log_debug1(NGX_LOG_DEBUG_EVENT, cycle->log, 0,

 186                        "wake up, sigio %i", sigio);

 187         /* 

 188             以下变量 ngx_reap、ngx_terminate、ngx_quit、ngx_reopen、ngx_restart、ngx_reconfigure、ngx_change_binary、ngx_noaccept

 189             都是通过信号量控制的 

 190          */

 191         /* 有子进程退出吗？ */

 192         if (ngx_reap) {

 193             ngx_reap = 0;

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

 195 

 196             /*   */

 197             live = ngx_reap_children(cycle);

 198         }

 199 

 200         /* live 表示是不是所有子进程正常退出 */

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

 202             ngx_master_process_exit(cycle);

 203         }

 204 

 205         /* 进程退出或终止---简单而粗暴 */

 206         if (ngx_terminate) {

 207 

 208             if (delay == 0) {

 209                 delay = 50;

 210             }

 211 

 212             if (sigio) {

 213                 sigio--;

 214                 continue;

 215             }

 216  

 217             sigio = ccf->worker_processes + 2 /* cache processes */;

 218 

 219             if (delay > 1000) {

 220 

 221                 ngx_signal_worker_processes(cycle, SIGKILL);

 222             } else {

 223 

 224                 ngx_signal_worker_processes(cycle,

 225                                        ngx_signal_value(NGX_TERMINATE_SIGNAL));

 226             }

 227 

 228             continue;

 229         }

 230 

 231         /* 进程退出或终止---优雅的退出 */

 232         if (ngx_quit) {

 233 

 234             ngx_signal_worker_processes(cycle,

 235                                         ngx_signal_value(NGX_SHUTDOWN_SIGNAL));

 236 

 237             ls = cycle->listening.elts;

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

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

 240                     ngx_log_error(NGX_LOG_EMERG, cycle->log, ngx_socket_errno,

 241                                   ngx_close_socket_n " %V failed",

 242                                   &ls[n].addr_text);

 243                 }

 244             }

 245             cycle->listening.nelts = 0;

 246 

 247             continue;

 248         }

 249 

 250         /* 重新加载配置文件 */

 251         if (ngx_reconfigure) {

 252             ngx_reconfigure = 0;

 253 

 254             if (ngx_new_binary) {

 255                 ngx_start_worker_processes(cycle, ccf->worker_processes,

 256                                            NGX_PROCESS_RESPAWN);

 257                 ngx_start_cache_manager_processes(cycle, 0);

 258                 ngx_noaccepting = 0;

 259 

 260                 continue;

 261             }

 261             }

 262 

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

 264 

 265             cycle = ngx_init_cycle(cycle);

 266             if (cycle == NULL) {

 267                 cycle = (ngx_cycle_t *) ngx_cycle;

 268                 continue;

 269             }

 270 

 271             ngx_cycle = cycle;

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

 273                                                    ngx_core_module);

 274             ngx_start_worker_processes(cycle, ccf->worker_processes,

 275                                        NGX_PROCESS_JUST_RESPAWN);

 276             ngx_start_cache_manager_processes(cycle, 1);

 277             live = 1;

 278             ngx_signal_worker_processes(cycle,

 279                                         ngx_signal_value(NGX_SHUTDOWN_SIGNAL));

 280         }

 281 

 282         /* 重新启动 */

 283         if (ngx_restart) {

 284             ngx_restart = 0;

 285             ngx_start_worker_processes(cycle, ccf->worker_processes,

 286                                        NGX_PROCESS_RESPAWN);

 287             ngx_start_cache_manager_processes(cycle, 0);

 288             live = 1;

 289         }

 290 

 291         /* 重新打开 */

 292         if (ngx_reopen) {

 293             ngx_reopen = 0;

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

 295             ngx_reopen_files(cycle, ccf->user);

 296             ngx_signal_worker_processes(cycle,

 297                                         ngx_signal_value(NGX_REOPEN_SIGNAL));

 298         }

 299 

 300         /* 改变执行的二进制文件 */

 301         if (ngx_change_binary) {

 302             ngx_change_binary = 0;

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

 304             //œøÐÐÈÈŽúÂëÌæ»»£¬ÕâÀïÊǵ÷ÓÃexecveÀŽÖŽÐÐеĎúÂë

 305             ngx_new_binary = ngx_exec_new_binary(cycle, ngx_argv);

 306         }

 307 

 308         /* 不接受 */

 309         if (ngx_noaccept) {

 310             ngx_noaccept = 0;

 311             ngx_noaccepting = 1;

 312             ngx_signal_worker_processes(cycle,

 313                                         ngx_signal_value(NGX_SHUTDOWN_SIGNAL));

 314         }

 315     }

 316 }

　　6. 以上全部代码是一个死循环，也就是说 master 进程就在这个循环中不停的执行着。

　　7. 156-176 行，如果设置了时延，就用系统函数 setittimer 设置定时。

　　8.  看 181 行用 sigsuspend 函数将整个进程挂起，进程交出 cpu ，进程进入休眠状态

　　9.  只有在进程收到信号之后才会往下执行，183 行更新当前时间当前时间(当然要更新时间了，等进程收到信号继续往下进行的时候都不知道过了多久了)！

　　10. 当进程收到信号时会执行相应的回调函数设置一些全局变量的值。我们知道，在(一)的分析中有 ngx_init_signals() 初始化了信号，而这个函数所做的工作就是设置了每种信号的回调函数。这些信号的回调函数要么是空，要么是系统函数，例如 SIG_IGN(忽略信号)，要么就是作者自己定义的函数 void ngx_signal_handler(int signo)[os/unix/ngx_proces.c] 该函数代码较长，这里不贴出，大家自行查看。该函数的唯一一个参数就是接受到的信号值，根据信号值设置一些全局变量值。

　　11. 192 行判断是否有子进程退出，如果有的话，通过调用 ngx_reap_children() 来设置 live 的值。如果 live = 1 表示子进程不是正常退出，否则表示正常退出！

　　12. 201 行如果 ngx_ternubate 或者 ngx_quit  为 1，并且 live 为 0 则调用 ngx_master_process_exit() 函数退出 master 进程！该退出函数所做的事有

　　　　a. 删除之前生成的 pid 文件

　　　　b. 执行所有模块的 exit_master 函数回调

　　　　c. 关闭所有监听套接字

　　　　d. 销毁内存池 

　　14. 206 行判断进程是否终止，这是一种简单而又粗暴的退出，232 行判断进程是否终止，这中方法很优雅，做一些关闭前的准备工作。

　　15. 251 行判断是否重新加载配置文件，如果是的话，就重新加载配置文件，重新设置全局变量 cycle，重新创建 worker 进程和 cache manager 进程（调用 ngx_start_worker_processes() 和 ngx_start_cache_manager_processes() ）。

　　16. 283 行判断是否重启程序，如果是就重新创建 worker 进程和 cache manager 进程（调用 ngx_start_worker_processes() 和 ngx_start_cache_manager_processes() ）

　　17. 292 行判断是否重新打开日志，如果是的话，调用 ngx_reopen_files 打开日志文件，并且将该信号发送给 worker 进程

　　18. 301 行判断是否改变执行的二进制文件，如果是就调用ngx_exec_new_binary() 函数执行新的二进制文件

　　19. 311 行判断是否接受 connections(连接)，如果是的话调用 　ngx_signal_worker_processes() 将shutdown 信号传给 worker 进程。

　　20. 至此  ngx_master_process_cycle() 分析完毕！在上面的 for 循环里面多次调用了 ngx_signal_worker_processes() 函数，该函数如则将 master 进程收到的信号发送给 worker 进程( master 进程的子进程). 该函数的代码如下：

　　

 492 /* 传递信号给 worker 进程 */

 493 static void

 494 ngx_signal_worker_processes(ngx_cycle_t *cycle, int signo)

 495 {

 496     ngx_int_t      i;

 497     ngx_err_t      err;

 498     ngx_channel_t  ch;

 499 

 500 #if (NGX_BROKEN_SCM_RIGHTS)

 501 

 502     ch.command = 0;

 503 

 504 #else

 505 

 506     switch (signo) {

 507 

 508     case ngx_signal_value(NGX_SHUTDOWN_SIGNAL):

 509         ch.command = NGX_CMD_QUIT;

 510         break;

 511 

 512     case ngx_signal_value(NGX_TERMINATE_SIGNAL):

 513         ch.command = NGX_CMD_TERMINATE;

 514         break;

 515 

 516     case ngx_signal_value(NGX_REOPEN_SIGNAL):

 517         ch.command = NGX_CMD_REOPEN;

 518         break;

 519 

 520     default:

 521         ch.command = 0;

 522     }

 523 

 524 #endif

 525 

 526     ch.fd = -1;

 527 

 528 

 529     for (i = 0; i < ngx_last_process; i++) {

 530 

 531         ngx_log_debug7(NGX_LOG_DEBUG_EVENT, cycle->log, 0,

 532                        "child: %d %P e:%d t:%d d:%d r:%d j:%d",

 533                        i,

 534                        ngx_processes[i].pid,

 535                        ngx_processes[i].exiting,

 536                        ngx_processes[i].exited,

 537                        ngx_processes[i].detached,

 538                        ngx_processes[i].respawn,

 539                        ngx_processes[i].just_spawn);

 540 

 541         if (ngx_processes[i].detached || ngx_processes[i].pid == -1) {

 542             continue;

 543         }

 544 

 545         if (ngx_processes[i].just_spawn) {

 546             ngx_processes[i].just_spawn = 0;

 547             continue;

 548         }

 549 

 550         if (ngx_processes[i].exiting

 551             && signo == ngx_signal_value(NGX_SHUTDOWN_SIGNAL))

 552         {

 553             continue;

 554         }

 555 

 556         if (ch.command) {

 557             if (ngx_write_channel(ngx_processes[i].channel[0],

 558                                   &ch, sizeof(ngx_channel_t), cycle->log)

 559                 == NGX_OK)

 560             {

 561                 if (signo != ngx_signal_value(NGX_REOPEN_SIGNAL)) {

 562                     ngx_processes[i].exiting = 1;

 563                 }

 564 

 565                 continue;

 566             }

 567         }

 568 

 569         ngx_log_debug2(NGX_LOG_DEBUG_CORE, cycle->log, 0,

 570                        "kill (%P, %d)" , ngx_processes[i].pid, signo);

 571 

 572         /* 发送信号给进程 */

 573         if (kill(ngx_processes[i].pid, signo) == -1) {

 574             err = ngx_errno;

 575             ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, cycle->log, err,

 576                           "kill(%P, %d) failed", ngx_processes[i].pid, signo);

 577 

 578             if (err == NGX_ESRCH) {

 579                 ngx_processes[i].exited = 1;

 580                 ngx_processes[i].exiting = 0;

 581                 ngx_reap = 1;

 582             }

 583 

 584             continue;

 585         }

 586 

 587         if (signo != ngx_signal_value(NGX_REOPEN_SIGNAL)) {

 588             ngx_processes[i].exiting = 1;

 589         }

 590     }

 591 }

　　1. 该函数的 500-522 行都是根据接受到的信号 (signo) 设置ngx_channerl_t 结构体的 command 的值。该结构体是一个类似于管道的父子进程间进行通信的通道！

　　2. 529-590(函数结束) 通过一个 for 循环遍历所有 worker 进程，然后根据每个进程所处的状态，给他们发送或不发送信号！例如. 程序的 541 行，如果遍历到的这个进程已经与父进程分离(detached变量为 1 ) 或者该进程的 pid=-1( 有问题的进程)，则忽视这次操作，进入下一个循环。程序的 545 行、550 行都是进行相应的判断。程序的 556-567行 和 573-585 行都是将相应的命令通过对 channel 的操作 或者 kill 函数发送给子进程。

　　从下一节开始我们将分析 ngx_start_worker_processes() 函数，该函数创建真正干活的 worker 进程！ nginx 几乎所有的功能都是由 worker 进程来完成的！所以这个函数非常重要！