费曼带我飞

时间:16-11-17 来源: 作者: 点击:

Nginx了解

 Nginx是由俄罗斯软件工程师Igor Sysoev开发的一个高性能的HTTP和反向代理服务器,具备IMAP/POP3和SMTP服务器功能。Nginx最大的特点是对高并发的支持和高效的负载均衡,在高并发的需求场景下,是Apache服务器不错的替代品。目前,包括新浪、腾讯等知名网站已经开始使用Nginx作为Web应用服务器。

     Nginx相较于Apache、lighttpd具有占有内存少,稳定性高等优势,并且依靠并发能力强,丰富的模块库以及友好灵活的配置而闻名。

     在Linux操作系统下,nginx使用epoll事件模型,得益于此,nginx在Linux操作系统下效率相当高。同时Nginx在OpenBSD或 FreeBSD操作系统上采用类似于epoll的高效事件模型kqueue。

     目前使用FastCGI+Nginx运行PHP应用时如果配置文件设置不合理,并不是十分可靠。建议使用NAMP架构(Nginx+Apache+Mysql+PHP),即使用Nginx处理静态请求,并将动态请求反向代理给Apache处理。

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优点:

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        Nginx在启动后,在unix系统中会以daemon的方式在后台运行,后台进程包含一个master进程和多个worker进程。我们也可以手动地关掉后台模式,让nginx在前台运行,并且通过配置让nginx取消master进程,从而可以使nginx以单进程方式运行。很显然,生产环境下我们肯定不会这么做,所以关闭后台模式,一般是用来调试用的。所以,我们可以看到,nginx是以多进程的方式来工作的,当然nginx也是支持多线程的方式的,只是我们主流的方式还是多进程的方式,也是nginx的默认方式。

 

       master进程主要用来管理worker进程,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。

       而基本的网络事件,则是放在worker进程中来处理了。多个worker进程之间是对等的,他们同等竞争来自客户端的请求,各进程互相之间是独立的。一个请求,只可能在一个worker进程中处理,一个worker进程,不可能处理其它进程的请求。worker进程的个数是可以设置的,一般我们会设置与机器cpu核数一致,这里面的原因与nginx的进程模型以及事件处理模型是分不开的。nginx的进程模型,可以由下图来表示:

 

 

技术分享

 

       在Nginx启动后,如果我们要操作nginx,要怎么做呢?

        master来管理worker进程,所以我们只需要与master进程通信就行了。master进程会接收来自外界发来的信号,再根据信号做不同的事情。所以我们要控制nginx,只需要通过kill向master进程发送信号就行了。

        比如kill -HUP pid,则是告诉nginx,从容地重启nginx,我们一般用这个信号来重启nginx,或重新加载配置,因为是从容地重启,因此服务是不中断的。

        master进程在接收到HUP信号后是怎么做的呢?首先master进程在接到信号后,会先重新加载配置文件,然后再启动新的worker进程,并向所有老的worker进程发送信号,告诉他们可以光荣退休了。新的worker在启动后,就开始接收新的请求,而老的worker在收到来自master的信号后,就不再接收新的请求,并且在当前进程中的所有未处理完的请求处理完成后,再退出。

        当然,直接给master进程发送信号,这是比较老的操作方式,nginx在0.8版本之后,引入了一系列命令行参数,来方便我们管理。

        比如,

        ./nginx -s reload,就是来重启nginx

        ./nginx -s stop,就是来停止nginx的运行

       如何做到的呢?我们还是拿reload来说,我们看到,执行命令时,我们是启动一个新的nginx进程,而新的nginx进程在解析到reload参数后,就知道我们的目的是控制nginx来重新加载配置文件了,它会向master进程发送信号,然后接下来的动作,就和我们直接向master进程发送信号一样了。

 

       worker进程又是如何处理请求的呢?  

       worker进程之间是平等的,每个进程,处理请求的机会也是一样的。当我们提供80端口的http服务时,一个连接请求过来,每个进程都有可能处理这个连接。

       首先,每个worker进程都是从master进程fork过来,在master进程里面,先建立好需要listen的socket(listenfd)之后,然后再fork出多个worker进程。所有worker进程的listenfd会在新连接到来时变得可读,为保证只有一个进程处理该连接,所有worker进程在注册listenfd读事件前抢accept_mutex,抢到互斥锁的那个进程注册listenfd读事件,在读事件里调用accept接受该连接。当一个worker进程在accept这个连接之后,就开始读取请求,解析请求,处理请求,产生数据后,再返回给客户端,最后才断开连接,这样一个完整的请求就是这样的了。我们可以看到,一个请求,完全由worker进程来处理,而且只在一个worker进程中处理。

 

     nginx采用这种进程模型有什么好处呢?

    首先,对于每个worker进程来说,独立的进程,不需要加锁,所以省掉了锁带来的开销,同时在编程以及问题查找时,也会方便很多。其次,采用独立的进程,可以让互相之间不会影响,一个进程退出后,其它进程还在工作,服务不会中断,master进程则很快启动新的worker进程。当然,worker进程的异常退出,肯定是程序有bug了,异常退出,会导致当前worker上的所有请求失败,不过不会影响到所有请求,所以降低了风险。当然,好处还有很多,大家可以慢慢体会。

 

上面讲了很多关于nginx的进程模型,接下来,我们来看看nginx是如何处理事件的。

 

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