Nginx源码分析-connections数组

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本文的标题让我纠结了好久，不知道是connections数组合适，还是connections链表更合适；Nginx在此或多或少的注入了二者的特点，先不管是叫数组还是叫链表吧，只要能够弄明白这个connections是怎么回事就大功告成。Nginx的每个worker进程都使用一个相同的connections数组来维护每个连接。当有一个新的连接建立时，Nginx需要从这个数组取出一个slot来存放这个连接；相反，有一个连接断开时，也需要将相应的slot归还给connections数组。本文就来看一下这个connections数组是如何构造的，能够让Nginx方便，快速的获取/释放一个slot。我从ngx_event_process_init()函数中拼凑了如下一段代码：

/*分配数组*/ cycle->connections = ngx_alloc(sizeof(ngx_connection_t) * cycle->connection_n, cycle->log); if (cycle->connections == NULL) { return NGX_ERROR; } c = cycle->connections; i = cycle->connection_n; next = NULL; /*将数组中的所有slot用指针串起来，形成一个链表*/ do { i--; c[i].data = next; 。。。。。。。。。。。。。。。。。 next = &c[i]; } while (i); /*free_connections指向一个可用的slot*/ cycle->free_connections = next; /*free_connection_n可用slot的个数*/ cycle->free_connection_n = cycle->connection_n; 

经过上述代码过后，形成的数据结构如下图所示：

现在，Nginx已经为我们构造起了一个空的connections数组，我们需要建立一个新的连接，因此调用函数ngx_get_connection()从connections数组中获取一个可用的slot来维护这个连接。首先，我们看一下ngx_get_connection()函数的简化实现：

ngx_connection_t * ngx_get_connection(ngx_socket_t s, ngx_log_t *log) { ngx_uint_t instance; ngx_event_t *rev, *wev; ngx_connection_t *c; 。。。。。。。。。。。。 /*从free_connecionts处就能够直接获得一个可用的slot*/ c = ngx_cycle->free_connections; if (c == NULL) { return NULL; } /*移动free_connections指针到获取的C的下一个可用slot上*/ ngx_cycle->free_connections = c->data; ngx_cycle->free_connection_n--; 。。。。。。。。/*省略很多对c的操作*/ return c; } 

从刚建立的connections数组中获取一个slot后的，效果图如下：

在上述状态下，我们再获取一个slot，那么就得到如下的结果了：

到此，我们基本明白从connections数组中获取一个slot的操作过程了，接下来看看释放一个slot的过程是如何的。和ngx_get_connection()函数对应的是ngx_free_connection()函数。简化实现如下：

void ngx_free_connection(ngx_connection_t *c) { /*规划的slot c指针可用的slot链表头*/ c->data = ngx_cycle->free_connections; /*移动free_connections到c上*/ ngx_cycle->free_connections = c; ngx_cycle->free_connection_n++; 。。。。。。。。 }  

释放第一次获取的slot后的效果如下：

再释放第二次获取的slot后，又变成如下的效果了：

 

 

虽然最后整个connections数组都没有被使用，但和起初创建好的时候，还是有一定的区别的。但最重要的是——所有可以使用的slot都还是照样在一个链表上，只是slot的串联顺序不一样了。本文只是给出了一种很简单很简单的获取释放slot的case。你完全可以异想天开的获取释放slot的顺序，构造出看上去比较复杂的一个链表，但本质始终还是一样的。

 

一个好的数据结构，不光要高效，还得易用，Nginx在这个connection维护方面，做到了。