Nginx调优
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概 述
nginx有两类进程,一类称为master进程(相当于管理进程),另一类称为worker进程(实际工作进程)。启动方式有两种:
(1)单进程启动:此时系统中仅有一个进程,该进程既充当master进程的角色,也充当worker进程的角色。
(2)多进程启动:此时系统有且仅有一个master进程,至少有一个worker进程工作。
master进程主要进行一些全局性的初始化工作和管理worker的工作;事件处理是在worker中进行的。
2.实现原理
这里只分析多进程下的工作原理。
nginx的进程启动过程是在ngx_master_process_cycle(src/os/unix/ngx_process_cycle.c)中完成的,在ngx_master_process_cycle中,会根据配置文件的worker_processes值创建多个子进程,即一个master进程和多个worker进程。进程之间、进程与外部之间保持通信。如下图所示:图中w1表示worker进程1,以此类推。虚线表示信号通信,实现表示socketpair通信。
nginx 的进程模型采用的是prefork方式,预先分配的worker子进程数量由配置文件指定,默认为1。master主进程创建监听套接口,fork子进程以后,由worker进程监听客户连接,每个worker子进程独自尝试accept已连接套接口,accept是否上锁可以配置,默认会上锁,如果操作系统支持原子整型,才会使用共享内存实现原子上锁,否则使用文件上锁。如果不使用锁,当多个进程同时accept,当一个连接来的时候多个进程同时被唤起,会导致惊群问题。使用锁的时候,只会有一个worker阻塞在accept上,其他的进程则会不能获取锁而阻塞,这样就解决了惊群的问题。master进程通过socketpair向worker子进程发送命令,终端也可以向master发送各种命令,子进程通过发送信号给master进程的方式与其通信,worker之间通过unix套接口通信。
当master接收到worker发回的SIGCHLD信号时,(worker进程的退出信号),它会逐个检查每一个worker进程,如果发现有worker进程是异常退出,就会重新启动这个worker进程。另外nginx还有两个用于管理cache的进程,一个是cache manager process,另外一个是cache loader process,它们是专门服务于文件cache的进程,也服从master进程的管理,类似于worker进程,后面的分析将略去它们。下面从代码的角度,详细分析实现细节。
master启动的时候,有一些重要的全局数据会被设置,最重要的是进程表ngx_processes,master每创建一个worker都会把一个设置好的ngx_process_t结构变量放入ngx_processes中,新创建的进程存放在ngx_process_slot位置,ngx_last_process是进程表中最后一个存量进程的下一个位置,ngx_process_t是进程在nginx中的抽象:
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1 typedef struct {
2 ngx_pid_t pid; //进程的ID
3 int status; //进程的退出状态
4 ngx_socket_t channel[2]; //用于socketpair通信的一对socket句柄
5 ngx_spawn_proc_pt proc; //进程的执行函数
6 void *data; //proc的参数
7 char *name; //进程的title标识
8 unsigned respawn:1; //进程的状态:重新创建的
9 unsigned just_spawn:1; //进程的状态: 第一次创建的
10 unsigned detached:1; //进程的状态: 分离的,独立的
11 unsigned exiting:1; //进程的状态: 正在退出的
12 unsigned exited:1; //进程的状态: 已经退出的
13 } ngx_process_t;(src/os/unix/ngx_process.h)
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master进程向worker子进程发送命令是通过socketpair创建的一对socket实现的,之间传输的是ngx_channel_t结构变量:
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1 typedef struct {
2 ngx_uint_t command; //发送的命令
3 ngx_pid_t pid; //发送方进程的进程id
4 ngx_int_t slot; //发送方进程在进程表中偏移位置
5 ngx_fd_t fd; //发送给对方的文件句柄
6 } ngx_channel_t;(src/os/unix/ngx_channel.h)
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command是要发送的命令,有5种:
1 #define NGX_CMD_OPEN_CHANNEL 1
2 #define NGX_CMD_CLOSE_CHANNEL 2
3 #define NGX_CMD_QUIT 3
4 #define NGX_CMD_TERMINATE 4
5 #define NGX_CMD_REOPEN 5
1).首先分析master进程的代码的功能,(Ngx_process_cycle.c中):
main()函数首先做一系列的初始化工作调用各模块的初始化代码(例如创建监听套接口等)然后就会调用ngx_master_process_cycle代码(多进程启动情况下),cycle是一个全局结构体变量,存储有系统运行的所需要的一些信息。在分析进程关系的的时候可以先忽略它。
小结
参考资料和推荐阅读
1.链接: 参考资料.