nginx源代码分析

Nginx可以开启多个进程，每个进程拥有最大上限128个子线程以及一定的可用连接数。如果你希望使用线程可以在配置文件中设置worker_threads这个参数，但这个参数在Nginx官方手册上没有。只有通过阅读源代码才看到。最大客户端连接数等于进程数与连接数的乘积，连接是在主进程中初始化的，一开始所有连接处于空闲状态。 每一个客户端请求进来以后会通过事件处理机制，在Linux是Epoll，在FreeBSD下是KQueue放到空闲的连接里。 如果设置了线程数，那么被填充的连接会在子线程中处理，否则会在主线程中依次处理。 如果解析出是动态脚本请求，会根据fast-cgi的设置访问php-cgi进程，php进程数量的多少依据php-fpm.conf中max_children的设置。 因此 Nginx 的动态请求能力不仅仅依靠 Nginx 本身的设置，还要调试 php-fpm 。 从源代码级别上看nginx由以下几个元素组成： 1. worker（进程） 2. thread（线程） 3. connection（连接） 4. event（事件） 5. module（模块） 6. pool（内存池） 7. cycle（全局设置） 8. log（日志） 大概就这些元素组成的。 整个程序从main()开始算     ngx_max_module = 0;     for (i = 0; ngx_modules[i]; i++) {         ngx_modules[i]->index = ngx_max_module++;     } 这几句比较关键，对加载的模块点一下数，看有多少个。ngx_modules并不是在原代码中被赋值的，你先执行一下./configure命令生成用于编译的make环境。在根目录会多出来一个文件夹objs，找到ngx_modules.c文件，默认情况下nginx会加载大约30个模块，的确不少，如果你不需要那个模块尽量还是去掉好一些。 接下来比较重要的函数是 ngx_init_cycle()，这个函数初始化系统的配置以及网络连接等，如果是多进程方式加载的会继续调用ngx_master_process_cycle()，这是main函数中调用的最关键的两个函数。 ngx_init_cycle()实际上是个复杂的初始化函数，首先是加载各子模块的配置信息、并初始化各组成模块。 任何模块都有两个重要接口组成，一个是create_conf，一个是init_conf。分别是创建配置和初始化配置信息。 模块按照先后顺序依次初始化，大概是这样的：     &ngx_core_module,     &ngx_errlog_module,     &ngx_conf_module,     &ngx_events_module,     &ngx_event_core_module,     &ngx_epoll_module,     &ngx_http_module,     &ngx_http_core_module,     &ngx_http_log_module, 首先是内核模块、错误日志、配置模块、事件模块、时间内核模块、EPOLL模块、http模块、http内核模块、http日志模块，剩下的模块都算不上关键。 epoll是比较关键的核心模块之一，nginx兼容多种IO控制模型，memecached用的是libevent不如nginx彻头彻尾是自己实现的。 在ngx_init_cycle()中对模块初始化完毕后，调用ngx_open_listening_sockets()函数对socket进行了初始化。 在listen上80端口以后，调用模块的另外一个重要接口init_module对各模块进行初始化。 并不是每个模块都对init_module接口进行了定义，在比较重要的模块中仅有 ngx_http_log_module 对这个接口进行了定义。 ngx_init_cycle()返回后，主要的工作都是在ngx_master_process_cycle()函数中继续进行的。 ngx_master_process_cycle()函数中的重要过程有调用ngx_start_worker_processes()生成多个子进程，一般nginx是多进程的。 ngx_start_worker_processes()函数内部调用ngx_worker_process_cycle()函数建立每个进程的实际工 作内容，在这个函数中首先调用ngx_create_thread()初始化各线程。我们知道每个线程都有一个启动处理函数，nginx的线程处理函数为 ngx_worker_thread_cycle()，内部过程中最重要的是对ngx_event_thread_process_posted()函数 的调用，用于实际处理每一次请求。 在初始化线程结束后，首先调用ngx_process_events_and_timers()函数，该函数继续调用 ngx_process_events接口监听事件，一般情况下对应的函数是ngx_epoll_process_events()，如果使用的是其它种 类的IO模型，则应该实现相应的实际函数。这个接口负责把事件投递到ngx_posted_events事件队列里，并在 ngx_event_thread_process_posted()函数中进行处理。 nginx的connection和event是按照链表的方式进行存放的，区别在于connection是单向链表而event是双向链表。 nginx中的connection链表是提前分配的，定义在ngx_event_process_init()函数内，具体代码如下：     ...         cycle->connections = ngx_alloc(sizeof(ngx_connection_t) * ecf->connections,                                    cycle->log);     ...     i = cycle->connection_n;     next = NULL;     do {         i--;         c[i].data = next;         c[i].read = &cycle->read_events[i];         c[i].write = &cycle->write_events[i];         c[i].fd = (ngx_socket_t) -1;         next = &c[i]; #if (NGX_THREADS)         c[i].lock = 0; #endif     } while (i);     cycle->free_connections = next;     cycle->free_connection_n = ecf->connections; 在内存池里为所有connection分配空间，并依次初始化，并依次初始化各连接的链表关系，也就是在data上存下一个connection的指针。 在具体应用中通过ngx_get_connection()函数取出空闲的connection并使用。 至于event是一个双向链表，链表的入队和出队有下面的定义： #define ngx_locked_post_event(ev, queue)                                      \                                                                               \     if (ev->prev == NULL) {                                                   \         ev->next = (ngx_event_t *) *queue;                                    \         ev->prev = (ngx_event_t **) queue;                                    \         *queue = ev;                                                          \                                                                               \         if (ev->next) {                                                       \             ev->next->prev = &ev->next;                                       \         }                                                                     \                                                                               \         ngx_log_debug1(NGX_LOG_DEBUG_CORE, ev->log, 0, "post event %p", ev); \                                                                               \     } else {                                                                 \         ngx_log_debug1(NGX_LOG_DEBUG_CORE, ev->log, 0,                        \                        "update posted event %p", ev);                         \     } #define ngx_post_event(ev, queue)                                             \                                                                               \     ngx_mutex_lock(ngx_posted_events_mutex);                                  \     ngx_locked_post_event(ev, queue);                                         \     ngx_mutex_unlock(ngx_posted_events_mutex); #define ngx_delete_posted_event(ev)                                           \                                                                               \     *(ev->prev) = ev->next;                                                   \                                                                               \     if (ev->next) {                                                           \         ev->next->prev = ev->prev;                                            \     }                                                                         \                                                                               \     ev->prev = NULL;                                                          \     ngx_log_debug1(NGX_LOG_DEBUG_CORE, ev->log, 0,                            \                    "delete posted event %p", ev); 简单说 ngx_post_event 用于插入事件、ngx_delete_posted_event 用于删除事件。这两个是宏定义，会比函数定义用起来节省。 整个程序就围绕这event和connection进行。不断的投入、拿出。 nginx的模块处理 nginx由若干模块组成，但所有模块全部采用静态编译的办法。我们以rewrite模块为例， 我们输入./configure --help 命令可以查看的有关rewrite模块的描述 --without-http_rewrite_module      disable ngx_http_rewrite_module 这是在auto/options下定义的，在auto/soruces里面指定了与这个模块有关的源代码位置 HTTP_REWRITE_MODULE=ngx_http_rewrite_module HTTP_REWRITE_SRCS=src/http/modules/ngx_http_rewrite_module.c 在auto/summary下提供了关于rewrite模块的依赖条件检查: if [ $HTTP_REWRITE = YES ]; then     if [ $USE_PCRE = DISABLED ]; then cat << END $0: error: the HTTP rewrite module requires the PCRE library. You can either disable the module by using --without-http_rewrite_module option or you have to enable the PCRE support. END         exit 1     fi     if [ $PCRE = NONE -o $PCRE = NO ]; then cat << END $0: error: the HTTP rewrite module requires the PCRE library. You can either disable the module by using --without-http_rewrite_module option, or install the PCRE library into the system, or build the PCRE library statically from the source with nginx by using --with-pcre=<path> option. END         exit 1     fi fi 下面是对rewrite模块代码分析，其它模块也带有同样的结构。 一般模块都会有一个ngx_command_t结构，存放在ngingx配置文件中，这个模块的一些语法命令，详细结构为： struct ngx_command_s {     ngx_str_t             name;     ngx_uint_t            type;     char               *(*set)(ngx_conf_t *cf, ngx_command_t *cmd, void *conf);     ngx_uint_t            conf;     ngx_uint_t            offset;     void                 *post; }; name 是名称 type 是类型 set 是处理这个命令的具体函数 conf 属于那种配置，一共三种 main结构、server结构、location结构。 offset 在配置文件中的偏移量。 post 没见到用到。 下面是和rewrite模块中的代码： static ngx_command_t ngx_http_rewrite_commands[] = {     { ngx_string("rewrite"),       NGX_HTTP_SRV_CONF|NGX_HTTP_SIF_CONF|NGX_HTTP_LOC_CONF|NGX_HTTP_LIF_CONF                        |NGX_CONF_TAKE23,       ngx_http_rewrite,       NGX_HTTP_LOC_CONF_OFFSET,       0,       NULL },     { ngx_string("return"),       NGX_HTTP_SRV_CONF|NGX_HTTP_SIF_CONF|NGX_HTTP_LOC_CONF|NGX_HTTP_LIF_CONF                        |NGX_CONF_TAKE1,       ngx_http_rewrite_return,       NGX_HTTP_LOC_CONF_OFFSET,       0,       NULL },     { ngx_string("break"),       NGX_HTTP_SRV_CONF|NGX_HTTP_SIF_CONF|NGX_HTTP_LOC_CONF|NGX_HTTP_LIF_CONF                        |NGX_CONF_NOARGS,       ngx_http_rewrite_break,       NGX_HTTP_LOC_CONF_OFFSET,       0,       NULL },     { ngx_string("if"),       NGX_HTTP_SRV_CONF|NGX_HTTP_LOC_CONF|NGX_CONF_BLOCK|NGX_CONF_1MORE,       ngx_http_rewrite_if,       NGX_HTTP_LOC_CONF_OFFSET,       0,       NULL },     { ngx_string("set"),       NGX_HTTP_SRV_CONF|NGX_HTTP_SIF_CONF|NGX_HTTP_LOC_CONF|NGX_HTTP_LIF_CONF                        |NGX_CONF_TAKE2,       ngx_http_rewrite_set,       NGX_HTTP_LOC_CONF_OFFSET,       0,       NULL },     { ngx_string("rewrite_log"),       NGX_HTTP_MAIN_CONF|NGX_HTTP_SRV_CONF|NGX_HTTP_SIF_CONF|NGX_HTTP_LOC_CONF                         |NGX_HTTP_LIF_CONF|NGX_CONF_FLAG,       ngx_conf_set_flag_slot,       NGX_HTTP_LOC_CONF_OFFSET,       offsetof(ngx_http_rewrite_loc_conf_t, log),       NULL },     { ngx_string("uninitialized_variable_warn"),       NGX_HTTP_MAIN_CONF|NGX_HTTP_SRV_CONF|NGX_HTTP_SIF_CONF|NGX_HTTP_LOC_CONF                         |NGX_HTTP_LIF_CONF|NGX_CONF_FLAG,       ngx_conf_set_flag_slot,       NGX_HTTP_LOC_CONF_OFFSET,       offsetof(ngx_http_rewrite_loc_conf_t, uninitialized_variable_warn),       NULL },       ngx_null_command }; rewrite模块内部一共有四类函数，关键的一类为一类是动作处理函数，一共有： ngx_http_rewrite_init 模块初始化函数。 ngx_http_rewrite_handler 在具体请求中的处理函数。 这两个函数通过在模块初始化的过程中，把handler推送到phases结构中，这是一个简单数组，请求会对数组中存放的每一个handler依次进行处理。如果我们自己写什么模块也应该放进去，例如同样的ngx_http_access_init()等初始化函数也是把自己模块的ngx_http_access_handler注册进去。 nginx在内部已经定义了所有可以在http请求中被处理的模块列表： typedef enum {     NGX_HTTP_POST_READ_PHASE = 0,     NGX_HTTP_SERVER_REWRITE_PHASE,     NGX_HTTP_FIND_CONFIG_PHASE,     NGX_HTTP_REWRITE_PHASE,     NGX_HTTP_POST_REWRITE_PHASE,     NGX_HTTP_PREACCESS_PHASE,     NGX_HTTP_ACCESS_PHASE,     NGX_HTTP_POST_ACCESS_PHASE,     NGX_HTTP_CONTENT_PHASE,     NGX_HTTP_LOG_PHASE } ngx_http_phases; 和rewrite有关的一共是两个，都是在ngx_http_rewrite_handler()函数中进行处理 一类为与配置文件有关的创建和合并函数，一共有： ngx_http_rewrite_create_loc_conf ngx_http_rewrite_merge_loc_conf 一类作为common命令的解析函数，一共有： ngx_http_rewrite ngx_http_rewrite_return ngx_http_rewrite_break ngx_http_rewrite_if ngx_http_rewrite_set 一类为解析命令中内部使用的函数，一共有： ngx_http_rewrite_if_condition ngx_http_rewrite_variable ngx_http_rewrite_value ngx_http_rewrite_var langwan 2008.11 http://hi.baidu.com/langwan