Nginx请求流程

Nginx进程结构

　　Nginx有两种进程结构，一种是单进程（可以用于测试），一种是多进程（用于生产，默认）

　　Nginx会按需同时运行多个进程：一个主进程(master)和几个工作进程(worker)，配置了缓存时还会有缓存加载器进程(cache loader)和缓存管理器进程(cache manager)等。Nginx主要通过“共享内存”的机制实现进程间通信。worker 进程数，一般会设置成机器 cpu 核数。因为更多的worker 数，只会导致进程相互竞争 cpu，从而带来不必要的上下文切换。

　　请求的缓存处理还是由work进程来执行的。CM：缓存的管理，CL：缓存的载入。

进程结构测试

　　1、ps -ef | grep nginx：可以查看到所有的work进程和cache进程2、../sbin/nginx -s reload：重新加载配置3、ps -ef | grep nginx：可以查看到之前所有的work进程和cache进程全部退出，重新生成新的work进程和cache进程4、kill -SIGHUP 9170：向master进程发送hub信号，结果和reload一样5、ps -ef | grep nginx：可以查看到之前所有的work进程和cache进程全部退出，重新生成新的work进程和cache进程6、kill -SIGTERM 16982：向work进程发送退出信号7、ps -ef | grep nginx：16982进程退出，会重新生成一个work进程

Nginx采用多进程而不是多线程，目的？

　　Nginx 的进程就是线程，即每个进程里只有一个线程，但这一个线程可以服务多个客户端。

　　Nginx需要保证高可用和高可靠性，多线程线程之间共享某一快地址空间，如果某一个第三方某块引发了一个地址空间导致的断错误时，在地址越界出现时，会导致整个Nginx整个进程挂掉。

　　nginx采用多进程的方式，既可以避免因某个线程故障导致整个服务不可用的问题，也可以实现配置热加载，不停服升级版本。

Nginx实现高并发原理？

　　参考：https://blog.csdn.net/m0_38110132/article/details/75126316

多进程之间通讯

　　多进程通讯可以使用共享内存，信号等，Nginx做进程管理通常只使用信号

　　Master进程可以监控wrok进程是否像master发送CHLD信号，因为子进程终止的时候回向父进程发送CHLD信号，如果work由于意外发生终止（认为输入命令终止，但是我们一般不这么做，我们通过发送命令给master，让master来终止work进程），此时master进程就会知道。

reload详解

1、向master进程发送HUP信号（reload命令）
2、master进程校验配置语法是否正确
3、master进程打开新的监听端口（配置文件可能添加了新的端口）
4、master进程用新配置启动新的worker子进程
5、master进程向老worker子进程发送QUIT信号
6、老worker进程关闭监听句柄，处理完当前连接后结束进程

热升级流程详解

1、将旧Nginx文件换成新Nginx文件（注意备份）
2、向master进程发送USR2信号
3、master进程修改pid文件名，加后缀.oldbin
4、master进程用新Nginx文件启动新master进程
5、向老master进程发送QUIT信号，关闭老master进程
6、回滚：向老master发送HUP，向新master发送QUIT

如果优雅的关闭work进程(缓慢的关闭)

如果当前的work已经在处理请求，立刻关闭连接，就会造成用户接受错误消息

1、设置定时器：worker shutdown timeout
2、关闭监听句柄
3、关闭空闲连接
4、在循环中等待全部连接关闭
5、退出进程

Nginx异步框架工作流程

Nginx事件循环

epoll使用优势

在大并发情况下，100万个请求，往往活跃连接数就几百个，所以epoll只需要处理这几百个连接，而select和poll需要将这100万个连接统统扔给操作系统，操作系统依次判断哪些连接有事件进来，所以操作系统做了大量的无用功

非堵塞调用

Nginx如果通过连接池来处理网络请求

欲分配的连接数目

参考：http://nginx.org/en/docs/ngx_core_module.html#worker_connections

Syntax:	worker_connections number;
Default:	worker_connections 512; //512:512个数组，对应512个连接，生产中需要配置更大的
Context:	events

　　一个客户端请求，需要使用一个connect连接(struct ngx_connection_s结构体占空间232个字节)，一个连接对应两个事件读和写（struct ngx_event_s结构体占空间96个字节），所以worker_connections分配越大，初始化就会占用232+96*2个字节

补充：读和写超时时间配置：http://nginx.org/en/docs/http/ngx_http_core_module.html#client_header_timeout

　　一个请求到来，work占用连接数是2个或者4个，如果请求访问的是静态资源，nginx可以直接给用户返回，此时占用两个，如果请求的是动态资源，nginx需要将请求转发给tomcat，此时占用连接数是4个。

　　nginx有一个master，如果有4个work，每一个work支持的最大连接数是1024，支持的最大的并发数是多少？

　　　　(1) 4*1024/2

　　　　(2) 4*1024/4

nginx内存池

　　内存池是在真正使用内存之前，预先申请分配一定数量的、大小相等(一般情况下)的内存块留作备用。当有新的内存需求时，就从内存池中分出一部分内存块，若内存块不够用时，再继续申请新的内存。

　　内存池的好处有减少向系统申请和释放内存的时间开销，解决内存频繁分配产生的碎片，提示程序性能，减少程序员在编写代码中对内存的关注等

　　目前一些常见的内存池实现方案有STL中的内存分配区，boost中的object_pool,nginx中的ngx_pool_t,google的开源项目TCMalloc等。

　　在分配的内存上，nginx有小块内存和大块内存的概念，小块内存 nginx在分配的时候会尝试在当前的内存池节点中分配，而大块内存会调用系统函数malloc向操作系统申请

　　在释放内存的时候，nginx没有专门提供针对释放小块内存的函数，小块内存会在ngx_destory_pool 和 ngx_reset_pool的时候一并释放

　　分配时怎么判断是小块内存还是大块内存呢？
　　　　p->max=(size < NGX_MAX_ALLOC_FROM_POOL) ? size : NGX_MAX_ALLOC_FROM_POOL;
　　　　#define NGX_MAX_ALLOC_FROM_POOL (ngx_pagesize - 1)
　　　　Pagesize为内存一页的大小，x86结构通常为4k
　　　　Max为内存池可分配大小和pagesize中较小的一个
　　　　如果需要分配的内存大于max，则认为是较大内存，否则为较小内存

Nginx分配内存的配置

　　连接内存池的大小：http://nginx.org/en/docs/http/ngx_http_core_module.html#connection_pool_size（默认512|516，需要保存大量的上下文，比如很长的url，header）

　　请求内存池的大小：http://nginx.org/en/docs/http/ngx_http_core_module.html#request_pool_size（默认4k，因为保存的上下文比较少，只需要帮组后面的请求读取最初的一部分字节就可以了）

参考：https://www.cnblogs.com/magicsoar/p/6040238.html