nginx源码分析—启动流程

作者：阿波
本文链接： http://blog.csdn.net/livelylittlefish/article/details/7243718

Content

0. 序
1. main()分析
2. 注意问题
2.1 几个初值
2.2 nginx工作模式
2.3 一些配置
2.4 其他开关
3. 小结

0. 序

本文主要分析nginx主程序。

nginx主程序main()实现文件：./src/core/nginx.c。.表示nginx-1.0.4代码目录，本文为/usr/src/nginx-1.0.4。

1. main()分析

nginx启动过程如下。

• 调用ngx_get_options()解析命令参数；
• 调用ngx_time_init()初始化并更新时间，如全局变量ngx_cached_time；
• 调用ngx_log_init()初始化日志，如初始化全局变量ngx_prefix，打开日志文件ngx_log_file.fd；
• 清零全局变量ngx_cycle，并为ngx_cycle.pool创建大小为1024B的内存池；
• 调用ngx_save_argv()保存命令行参数至全局变量ngx_os_argv、ngx_argc、ngx_argv中；
• 调用ngx_process_options()初始化ngx_cycle的prefix, conf_prefix, conf_file, conf_param等字段；

• 调用ngx_os_init()初始化系统相关变量，如内存页面大小ngx_pagesize,ngx_cacheline_size,最大连接数ngx_max_sockets等；

• 调用ngx_crc32_table_init()初始化CRC表(后续的CRC校验通过查表进行，效率高)；
• 调用ngx_add_inherited_sockets()继承sockets；
  • 解析环境变量NGINX_VAR="NGINX"中的sockets，并保存至ngx_cycle.listening数组；
  • 设置ngx_inherited=1；
  • 调用ngx_set_inherited_sockets()逐一对ngx_cycle.listening数组中的sockets进行设置；
  • 具体可参考<nginx源码分析—初始化过程中处理继承的sockets>

• 初始化每个module的index，并计算ngx_max_module；具体可参考<nginx源码分析—模块及其初始化>；
• 调用ngx_init_cycle()进行初始化；
  • 该初始化主要对ngx_cycle结构进行；
  • 具体可参考<nginx源码分析—全局变量ngx_cycle的初始化>；

• 若有信号，则进入ngx_signal_process()处理；
• 调用ngx_init_signals()初始化信号；主要完成信号处理程序的注册；
• 若无继承sockets，且设置了守护进程标识，则调用ngx_daemon()创建守护进程；
• 调用ngx_create_pidfile()创建进程记录文件；(非NGX_PROCESS_MASTER=1进程，不创建该文件)

• 进入进程主循环；
  • 若为NGX_PROCESS_SINGLE=1模式，则调用ngx_single_process_cycle()进入进程循环；
  • 否则为master-worker模式，调用ngx_master_process_cycle()进入进程循环；
  • 具体可参考<nginx源码分析—master/worker进程启动>；

 

简要的函数调用图如下。具体的还是需要阅读源代码。图的自动生成，可参考<用Graphviz可视化函数调用-使用开源软件来简化复杂调用结构>。

2. 注意问题

2.1 几个初值

00353:    ngx_cycle = cycle;  /* cycle是调用ngx_init_cycle()的返回值，而调用该函数的参数也是ngx_cycle */
00354:
00355:    ccf = (ngx_core_conf_t *) ngx_get_conf(cycle->conf_ctx, ngx_core_module);
00356:
00357:    if (ccf->master && ngx_process == NGX_PROCESS_SINGLE) { /* ccf->master=-1 */
00358:        ngx_process = NGX_PROCESS_MASTER;
00359:    }

此处单独将该段代码拿出来，说明以下问题。

ngx_process在此处的值是什么？——NGX_PROCESS_SINGLE=0

ccf->master在此处的值之什么？——NGX_CONF_UNSET=-1

ngx_prefix何时初始化的？——ngx_log_init()中初始化

(1)ccf->master

ccf->master的值是在ngx_init_cycle()函数中调用NGX_CORE_MODULE模块的create_conf钩子(callback)完成初始化的。

具体可参考<nginx源码分析—core模块callback>。

(2)ngx_process

ngx_process是全局变量，定义如下。

//./src/os/unix/ngx_process_cycle.c
ngx_uint_t    ngx_process;
ngx_pid_t     ngx_pid;
ngx_uint_t    ngx_threaded;

其在ngx_init_cycle()中没有被初始化，故其初值为0。

(3)ngx_prefix

static u_char      *ngx_prefix;       /* nginx工作目录，默认为/usr/local/nginx/ */
static u_char      *ngx_conf_file;    /* 配置文件 */
static u_char      *ngx_conf_params;  /* nginx指令 */

在ngx_log_init()中初始化。

实际上，在main()函数开始调用的ngx_get_options()函数，即是处理nginx启动的命令，并从中获取参数并赋予相应的变量。

-p:ngx_prefix

-c:ngx_conf_file

-g:ngx_conf_params

-s:ngx_signal

关于这一点，可从以下命令结果看出端倪。

# ./nginx -h
nginx: nginx version: nginx/1.0.4
nginx: Usage: nginx [-?hvVtq] [-s signal] [-c filename] [-p prefix] [-g directives]

Options:
  -?,-h         : this help
  -v            : show version and exit
  -V            : show version and configure options then exit
  -t            : test configuration and exit
  -q            : suppress non-error messages during configuration testing
  -s signal     : send signal to a master process: stop, quit, reopen, reload
  -p prefix     : set prefix path (default: /usr/local/nginx/)
  -c filename   : set configuration file (default: conf/nginx.conf)
  -g directives : set global directives out of configuration file

2.2 nginx工作模式

因此，main()函数返回前调用ngx_master_process_cycle()函数进入多进程(master/worker)工作模式。如下。

00401:    if (ngx_process == NGX_PROCESS_SINGLE) {  /* 单进程 */
00402:        ngx_single_process_cycle(cycle);
00403:
00404:    } else {                                  /* 多进程 */
00405:        ngx_master_process_cycle(cycle);
00406:    }

具体请参考<nginx源码分析—master/worker进程启动>。

2.3 一些配置

看源代码时，会注意到有些宏(宏全部大写，中间用下划线隔开，这是nginx代码规范。实际上，绝大多数系统均采用此规范)找不到定义，例如NGX_PREFIX、NGX_CONF_PREFIX、NGX_CONF_PATH等。

实际上，这些宏定义由configure程序进行自动配置时生成。配置时会自动生成ngx_auto_config.h文件(如果你用source insight阅读源代码，需要将该文件加入工程)，如下。

./objs/ngx_auto_config.h(此处列出其中一部分常用的宏，未按顺序)

#ifndef NGX_COMPILER
#define NGX_COMPILER  "gcc 4.6.1 20110908 (Red Hat 4.6.1-9) (GCC) "
#endif

#ifndef NGX_PCRE
#define NGX_PCRE  1
#endif

#ifndef NGX_PREFIX
#define NGX_PREFIX  "/usr/local/nginx/"
#endif

#ifndef NGX_CONF_PREFIX
#define NGX_CONF_PREFIX  "conf/"
#endif

#ifndef NGX_CONF_PATH
#define NGX_CONF_PATH  "conf/nginx.conf"
#endif

#ifndef NGX_PID_PATH
#define NGX_PID_PATH  "logs/nginx.pid"
#endif

#ifndef NGX_LOCK_PATH
#define NGX_LOCK_PATH  "logs/nginx.lock"

#ifndef NGX_ERROR_LOG_PATH
#define NGX_ERROR_LOG_PATH  "logs/error.log"
#endif

#ifndef NGX_HTTP_LOG_PATH
#define NGX_HTTP_LOG_PATH  "logs/access.log"
#endif

#ifndef NGX_HTTP_CLIENT_TEMP_PATH
#define NGX_HTTP_CLIENT_TEMP_PATH  "client_body_temp"
#endif

#ifndef NGX_HTTP_PROXY_TEMP_PATH
#define NGX_HTTP_PROXY_TEMP_PATH  "proxy_temp"
#endif

2.4 其他开关

还有一些开关，如NGX_FREEBSD, NGX_PCRE,NGX_OPENSSL等，这些宏也在configure过程中自动配置。nginx启动时会根据这些宏是否定义调用相应的函数。此处非本文重点，不再赘述。

以上3个宏分别调用相应函数进行debug的初始化、正则表达式初始化和SSL的初始化。如下。(代码未按顺序)

#if (NGX_FREEBSD)
    ngx_debug_init();
#endif

#if (NGX_PCRE)
    ngx_regex_init();
#endif

#if (NGX_OPENSSL)
    ngx_ssl_init(log);

#endif

3. 小结

本文简单分析nginx的启动过程，后文继续分析其中的ngx_init_cycle()和master/worker工作模型。

Reference

http://www.tbdata.org/archives/1092

http://www.w3.org/TR/PNG (CRC相关)

Nginx代码研究计划 (RainX1982)

nginx源码分析—模块及其初始化 (阿波)

nginx源码分析—内存池结构ngx_pool_t及内存管理 (阿波)

nginx源码分析—数组结构ngx_array_t (阿波)

nginx源码分析—链表结构ngx_list_t (阿波)

nginx源码分析—队列结构ngx_queue_t (阿波)

nginx源码分析—模块及其初始化 (阿波)

nginx源码分析—内存池结构ngx_pool_t及内存管理 (阿波)

nginx源码分析—数组结构ngx_array_t (阿波)

nginx源码分析—链表结构ngx_list_t (阿波)

nginx源码分析—队列结构ngx_queue_t (阿波)

nginx源码分析—hash结构ngx_hash_t(v1.0.4) (阿波)