Nginx架构基础

1.Nginx请求处理流程

传输层/HTTP/Mail状态机分别对应着配置中的stream/http/mail块的配置。

• 每个处理完的请求都会记录access日志和error日志。
• 静态资源中，当内存不足以缓存住所有的文件的时候，像sendfile/AIO这些会退化为阻塞调用，所以这边需要一个线程池来处理

2.Nginx进程结构

        nginx为什么要采用多进程结构而不是多线程结构呢？

nginx为了实现高可用性和高可靠性，如果使用多线程结构，多线程结构是共享同一块内存，当某一个第三方模块导致地址越界的时候，会导致整个nginx进程全部挂掉。

master模块中，第三方通常不会加入自己的代码，master进程设计的目的是来做worker进程的管理，请求的处理是worker来做的，master进程主要做的是，监控worker进程，是否需要重新载入文件等...

        worker进程间的通信都是通过共享内存来解决的。

        优化点：worker进程和CPU个数保持一致；worker进程和固定CPU进行绑定，这样就可以更高的利用每个CPU上的缓存，减少缓存失效问题。

3.reload重新加载配置文件

1. 向master进程发送HUP信号
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
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

 4.热升级流程

1. 将旧的nginx文件替换为新的nginx文件
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进程用新的nginx文件启动master进程
5. 向老的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

问题点：一个父进程退出，而它的一个或多个子进程还在运行，那么那些子进程将成为孤儿进程。孤儿进程将被init进程(进程号为1)所收养，并由init进程对它们完成状态收集工作。所以老master推出后，新的master并不会退出

 5.优雅的关闭worker进程

1. 设置定时器worker_shutdown_timeout
2. 关闭监听句柄（epl_del）
3. 关闭空闲连接
4. 在循环中等待全部连接关闭（此阶段可能会比较耗时）
5. 退出进程

6.Nginx事件循环

1. nginx首先根据本地配置的监听端口，启动服务器，等待新的事件进来，相对于epoll_wait
2. 当操作系统接受到一个三次握手建立连接的报文的时候，并且处理完握手流程后，就会通知epoll_wait阻塞方法，告诉他可以往下走了，同时可以唤醒nginx的worker进程
3. 操作系统会将准备好的事件放在事件队列中，从事件队列中可以获取到要处理的事件，比如TCP连接，tcp的请求报文...
4. 接着会处理事件，但是在处理事件的过程中，可能会产生新的事件（比如添加定时器事件，如果连接建立成功后，1分钟没有请求，关闭连接）

7.epoll的优劣及原理

        每次处理100w个连接的时候，可能活跃的只有几百个，而select和poll每次去操作系统取活跃事件的时候，都需要100w个链接都扔给操作系统，由操作系统判断，哪些有事件进来了。

        epoll通过红黑树和链表实现，链表里面仅仅只有活跃的连接，而针对读写事件，都是添加到红黑树中，二叉平衡树保证效率只有logn,如果不想处理读或者写事件，那么只需要去平衡二叉数中，移除对应节点即可。

        链表节点的增减：当读取一个事件的时候，链表中即少一个节点，当操作系统收到网卡中发送过来的一个报文的时候，就会添加一个节点。

        链表存放的是活跃事件；网卡收到报文形成事件，放入该链表；二叉树是全集事件，包括不活跃事件，相当于链表的字典，用于快速查询。

 8.Nginx模块

        nginx可以添加一个新的模块，其中主要涉及nginx_module_t。

index:定义每个模块的顺序，index靠前的，如果和后面的模块冲突，他们会阻止后面的模块生效。

ngx_commond_t：定义了所有的配置

启停方法：最下面的7个方法（任何一个第三方模块，都有可能在master，worker执行）

type：定义模块属于哪个类型的模块，如图2所示（

NGX_CORE_MODULE衍生出NGX_HTTP_MODULE,NGX_EVENT_MODULE,NGX_STREAM_MODULE）

9.Nginx如何通过连接池处理网络请求

        connections代表的是连接池，read_events和write_event分别对应的可读和可写事件，和连接是通过序号对应起来的。 

        每个连接对应232字节大小，在nginx中每个事件对应一个ngx_events_s结构体，其大小为96个字节。所以一个连接会对应232+96 * 2个字节大小。

        ngx_events_s中handler是一个回调方法（很多第三方模块把它设置为自己的方法），timer是超时

        ngx_connection_s中的sent，代表这个连接上发送了多少字节数据。 pool为内存池。