一. 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：
- 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。
- 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。
首先简要的浏览一下nginx的启动过程，如下图：
二. 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：
typedef struct {
ngx_pid_t pid; //进程的ID
int status; //进程的退出状态
ngx_socket_t channel[2]; //用于socketpair通信的一对socket句柄
ngx_spawn_proc_pt proc; //进程的执行函数
void *data; //proc的参数
char *name; //进程的title标识
unsigned respawn:1; //进程的状态:重新创建的
unsigned just_spawn:1; //进程的状态: 第一次创建的
unsigned detached:1; //进程的状态: 分离的，独立的
unsigned exiting:1; //进程的状态: 正在退出的
unsigned exited:1; //进程的状态: 已经退出的
} ngx_process_t;
(src/os/unix/ngx_process.h)
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：
typedef struct {
ngx_uint_t command; //发送的命令
ngx_pid_t pid; //发送方进程的进程id
ngx_int_t slot; //发送方进程在进程表中偏移位置
ngx_fd_t fd; //发送给对方的文件句柄
} ngx_channel_t;
(src/os/unix/ngx_channel.h)
command是要发送的命令，有5种：
#define NGX_CMD_OPEN_CHANNEL 1
#define NGX_CMD_CLOSE_CHANNEL 2
#define NGX_CMD_QUIT 3
#define NGX_CMD_TERMINATE 4
#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。
void ngx_master_process_cycle(ngx_cycle_t *cycle)
{
// 1.master设置一些需要处理的信号，信号包括：
SIGCHLD, //子进程退出时发送给父进程的
SIGALRM, //计时器信号
SIGIO, //描述符上可以进行I/O时发出的信号
SIGINT, //中断信号
NGX_RECONFIGURE_SIGNAL(SIGHUP), //终端线路挂断
NGX_REOPEN_SIGNAL(SIGUSR1), //用户自定义usr1信号
NGX_NOACCEPT_SIGNAL(SIGWINCH), //控制中断大小改变
NGX_TERMINATE_SIGNAL(SIGTERM), //请求终端
NGX_SHUTDOWN_SIGNAL(SIGQUIT), //终端发送的quit信号
NGX_CHANGEBIN_SIGNAL(SIGUSR2); //用户自定义usr1信号
// 2.调用ngx_setproctilte设置进程标题；
// 3. 调用ngx_start_worker_processes()启动worker进程；
// 有些模块需要文件cache，比如fastcgi模块，这些模块会把文件cache路径添加到//cycle->paths中，
// 文件cache管理进程会定期调用这些模块的文件cache处理钩子处理一下文件cache,
// 其实一共会启动两个进程，这些进程的detached会被设置为1
// 4.调用ngx_start_cache_manager_processes()启动文件cache管理进程；
// 5.master循环处理信号量。
ngx_new_binary = 0;
delay = 0;
live = 1;
for ( ;; ) {
// delay用来设置等待worker退出的时间，master接收了退出信号后首先发送
// 退出信号给worker，而worker退出需要一些时间
if (delay) {
delay *= 2;
ngx_log_debug1(NGX_LOG_DEBUG_EVENT, cycle->log, 0,
"temination cycle: %d", delay);
itv.it_interval.tv_sec = 0;
itv.it_interval.tv_usec = 0;
itv.it_value.tv_sec = delay / 1000;
itv.it_value.tv_usec = (delay % 1000 ) * 1000;
// 设置定时器
if (setitimer(ITIMER_REAL, &itv, NULL) == -1) {
ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, cycle->log, ngx_errno,
"setitimer() failed");
}
}
ngx_log_debug0(NGX_LOG_DEBUG_EVENT, cycle->log, 0, "sigsuspend");
// 挂起信号量，等待定时器
sigsuspend(&set);
ngx_time_update(0, 0);
ngx_log_debug0(NGX_LOG_DEBUG_EVENT, cycle->log, 0, "wake up");
// 收到了SIGCHLD信号，有worker退出（ngx_reap==1）
if (ngx_reap) {
ngx_reap = 0;
ngx_log_debug0(NGX_LOG_DEBUG_EVENT, cycle->log, 0, "reap children");
// 处理所有worker，如果有worker异常退出则重启这个worker，如果所有
// worker都退出,返回0赋值给live
live = ngx_reap_children(cycle);
}
// 如果worker都已经退出，并且收到了NGX_CMD_TERMINATE命令或者
// SIGTERM信号或者SIGINT信号(ngx_terminate=1)
// 或者NGX_CMD_QUIT命令或者SIGQUIT信号(ngx_quit=1)，则master退出
if (!live && (ngx_terminate || ngx_quit)) {
ngx_master_process_exit(cycle);
}
// 收到了NGX_CMD_TERMINATE命令或者SIGTERM信号或者SIGINT信号，
// 通知所有worker退出，并且等待worker退出
if (ngx_terminate) {
if (delay == 0) {
delay = 50;
}
// 给所有worker发送SIGTERM，通知worker退出
if (delay > 1000) {
ngx_signal_worker_processes(cycle, SIGKILL);
} else {
ngx_signal_worker_processes(cycle,
ngx_signal_value(NGX_TERMINATE_SIGNAL));
}
continue;
}
// 收到了NGX_CMD_QUIT命令或者SIGQUIT信号
if (ngx_quit) {
// 给所有worker发送SIGQUIT信号
ngx_signal_worker_processes(cycle,
ngx_signal_value(NGX_SHUTDOWN_SIGNAL));
// 关闭所有监听的socket
ls = cycle->listening.elts;
for (n = 0; n < cycle->listening.nelts; n++) {
if (ngx_close_socket(ls[n].fd) == -1) {
ngx_log_error(NGX_LOG_EMERG, cycle->log, ngx_socket_errno,
ngx_close_socket_n " %V failed",
&ls[n].addr_text);
}
}
cycle->listening.nelts = 0;
continue;
}
// 收到了SIGHUP信号
if (ngx_reconfigure) {
ngx_reconfigure = 0;
// 代码已经被替换，重启worker，不需要重新初始化配置
if (ngx_new_binary) {
ngx_start_worker_processes(cycle, ccf->worker_processes,
NGX_PROCESS_RESPAWN);
ngx_start_cache_manager_processes(cycle, 0);
ngx_noaccepting = 0;
continue;
}
ngx_log_error(NGX_LOG_NOTICE, cycle->log, 0, "reconfiguring");
// 重新初始化配置
cycle = ngx_init_cycle(cycle);
if (cycle == NULL) {
cycle = (ngx_cycle_t *) ngx_cycle;
continue;
}
// 重启worker
ngx_cycle = cycle;
ccf = (ngx_core_conf_t *) ngx_get_conf(cycle->conf_ctx,
ngx_core_module);
ngx_start_worker_processes(cycle, ccf->worker_processes,
NGX_PROCESS_JUST_RESPAWN);
ngx_start_cache_manager_processes(cycle, 1);
live = 1;
ngx_signal_worker_processes(cycle,
ngx_signal_value(NGX_SHUTDOWN_SIGNAL));
}
// 当ngx_noaccepting=1的时候会把ngx_restart设为1，重启worker
if (ngx_restart) {
ngx_restart = 0;
ngx_start_worker_processes(cycle, ccf->worker_processes,
NGX_PROCESS_RESPAWN);
ngx_start_cache_manager_processes(cycle, 0);
live = 1;
}
// 收到SIGUSR1信号，重新打开log文件
if (ngx_reopen) {
ngx_reopen = 0;
ngx_log_error(NGX_LOG_NOTICE, cycle->log, 0, "reopening logs");
ngx_reopen_files(cycle, ccf->user);
ngx_signal_worker_processes(cycle,
ngx_signal_value(NGX_REOPEN_SIGNAL));
}
// 收到SIGUSR2信号，热代码替换
if (ngx_change_binary) {
ngx_change_binary = 0;
ngx_log_error(NGX_LOG_NOTICE, cycle->log, 0, "changing binary");
// 调用execve执行新的代码
ngx_new_binary = ngx_exec_new_binary(cycle, ngx_argv);
}
// 收到SIGWINCH信号，不再接收请求，worker退出，master不退出
if (ngx_noaccept) {
ngx_noaccept = 0;
ngx_noaccepting = 1;
ngx_signal_worker_processes(cycle,
ngx_signal_value(NGX_SHUTDOWN_SIGNAL));
}
}
}
从代码中可以看书master主进程的逻辑是非常清晰的，如下图：
2. 接下来分析worker进程启动的代码ngx_start_worker_processes()，由于使用了socketpair通信，这里也包过了对socket设置的一些代码：
static void ngx_start_worker_processes(ngx_cycle_t *cycle, ngx_int_t n, ngx_int_t type)
{
ngx_int_t i;
ngx_channel_t ch;//用于socketpair通信的数据
ngx_log_error(NGX_LOG_NOTICE, cycle->log, 0, "start worker processes");
// 传递给其他worker子进程的命令：打开通信管道
ch.command = NGX_CMD_OPEN_CHANNEL;
for (i = 0; i < n; i++) {
cpu_affinity = ngx_get_cpu_affinity(i);
ngx_spawn_process(cycle, ngx_worker_process_cycle, NULL,
"worker process", type);
// 向之前已经创建的所有worker广播当前创建的worker进程的信息
ch.pid = ngx_processes[ngx_process_slot].pid;//当前进程的pid
ch.slot = ngx_process_slot; //当前进程在进程表中的位置
//fd是发送给对方的句柄
ch.fd = ngx_processes[ngx_process_slot].channel[0]; ngx_pass_open_channel(cycle, &ch);
}
}
循环体中使用ngx_spawn_process来生成worker进程，这个后面说明。每次创建一个新的worker进程之后，都需要向之前创建的所有worker进程广播新创建的worker进程的信息。
ngx_pass_open_channel()会利用一个循环，将ch信息发送给其他的worker进程的channel[0]的socket上，worker收到以后就会将ch的信息添加到自己的进程表中，这样每个worker进程自己的进程表和master进程的进程表就会保持一致。在子进程创建的过程中，后面会有代码来设置各自的进程表项的ngx_socket_t字段。
3. 第2个函数中新建了一个进程以后，然后调用ngx_pass_open_channel(cycle,&ch)将ch数据对其他进程进行广播处理，下面分析它的实现。
static void ngx_pass_open_channel(ngx_cycle_t *cycle, ngx_channel_t *ch)
{ //ch是要向其他的worker进程广播的消息
ngx_int_t i;
//逐个遍历所有的worker进程关联的ngx_process
for (i = 0; i < ngx_last_process; i++) {
// 跳过自己和异常的进程
if (i == ngx_process_slot|| ngx_processes[i].pid == -1
|| ngx_processes[i].channel[0] == -1)
{
continue;
}
ngx_log_debug6(NGX_LOG_DEBUG_CORE, cycle->log, 0,
"pass channel s:%d pid:%P fd:%d to s:%i pid:%P fd:%d",
ch->slot, ch->pid, ch->fd,
i, ngx_processes[i].pid,
ngx_processes[i].channel[0]);
/* TODO: NGX_AGAIN */
// 发送消息给其他的worker，发送到每个进程的
//ngx_processes[i].channel[0]的socket上
ngx_write_channel(ngx_processes[i].channel[0],
ch, sizeof(ngx_channel_t), cycle->log);
}
}
从代码中可以看出函数发送给除自己外而且正常工作的worker进程发送自己的进程信息，worker进程收到以后会将它添加到自己的进程表中。
4. 接下来分析ngx_pid_t ngx_spawn_process(ngx_cycle_t *cycle, ngx_spawn_proc_pt proc, void *data, char *name, ngx_int_t respawn)函数
ngx_pid_t ngx_spawn_process(ngx_cycle_t *cycle, ngx_spawn_proc_pt proc, void *data,char *name, ngx_int_t respawn)
{ //proc是子进程的执行函数，data是其参数，name是子进程的名字
u_long on;
ngx_pid_t pid;
ngx_int_t s; //将要创建的子进程在进程表中的位置
if (respawn >= 0) {
// 替换进程ngx_processes[respawn]，可安全重用该进程表项
s = respawn;
} else {
// 先找到一个被回收的进程表项
for (s = 0; s < ngx_last_process; s++) {
if (ngx_processes[s].pid == -1) {
break;
}
}
// 进程表已满
if (s == NGX_MAX_PROCESSES) {
ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, cycle->log, 0,
"no more than %d processes can be spawned",
NGX_MAX_PROCESSES);
return NGX_INVALID_PID;
}
}
// 不是分离的子进程，指的就是worker进程，cache进程是分离出去的进程
//cache进程不等同于worker进程，系统把它看成额外的独立进程
if (respawn != NGX_PROCESS_DETACHED) {
/* Solaris 9 still has no AF_LOCAL */
// 创建一对已经连接的无名socket,用于socketpair通信的
if (socketpair(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0, ngx_processes[s].channel) == -1)
{
ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, cycle->log, ngx_errno,
"socketpair() failed while spawning \"%s\"", name);
return NGX_INVALID_PID;
}
ngx_log_debug2(NGX_LOG_DEBUG_CORE, cycle->log, 0,
"channel %d:%d",
ngx_processes[s].channel[0],
ngx_processes[s].channel[1]);
// 设置socket为非阻塞模式
if (ngx_nonblocking(ngx_processes[s].channel[0]) == -1) {
ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, cycle->log, ngx_errno,
ngx_nonblocking_n " failed while spawning \"%s\"",
name);
ngx_close_channel(ngx_processes[s].channel, cycle->log);
return NGX_INVALID_PID;
}
// 设置socket为非阻塞模式
if (ngx_nonblocking(ngx_processes[s].channel[1]) == -1) {
ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, cycle->log, ngx_errno,
ngx_nonblocking_n " failed while spawning \"%s\"",
name);
ngx_close_channel(ngx_processes[s].channel, cycle->log);
return NGX_INVALID_PID;
}
// 设置channel[0]的信号驱动异步I/O 标志
on = 1;
if (ioctl(ngx_processes[s].channel[0], FIOASYNC, &on) == -1) {
ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, cycle->log, ngx_errno,
"ioctl(FIOASYNC) failed while spawning \"%s\"", name);
ngx_close_channel(ngx_processes[s].channel, cycle->log);
return NGX_INVALID_PID;
}
// 设置channel[0]的属主，控制channel[0]的SIGIO信号只发给master进程，//ngx_pid为全局变量，指的是master主进程，因为master与worker进程通//信时通过将数据发送到进程的channel[0]上通知的，因此channel[0]的属主是//manster进程
if (fcntl(ngx_processes[s].channel[0], F_SETOWN, ngx_pid) == -1) {
ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, cycle->log, ngx_errno,
"fcntl(F_SETOWN) failed while spawning \"%s\"", name);
ngx_close_channel(ngx_processes[s].channel, cycle->log);
return NGX_INVALID_PID;
}
// 设置channel[0]的close-on-exec标识，失败则关闭channel
if (fcntl(ngx_processes[s].channel[0], F_SETFD, FD_CLOEXEC) == -1) {
ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, cycle->log, ngx_errno,
"fcntl(FD_CLOEXEC) failed while spawning \"%s\"",name);
ngx_close_channel(ngx_processes[s].channel, cycle->log);
return NGX_INVALID_PID;
}
// 设置channel[1]的close-on-exec标识，失败则关闭channel
if (fcntl(ngx_processes[s].channel[1], F_SETFD, FD_CLOEXEC) == -1) {
ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, cycle->log, ngx_errno,
"fcntl(FD_CLOEXEC) failed while spawning \"%s\"",name);
ngx_close_channel(ngx_processes[s].channel, cycle->log);
return NGX_INVALID_PID;
}
// 用于监听可读事件的socket，ngx_channel是全局变量
ngx_channel = ngx_processes[s].channel[1];
} else {
//说明是分离的独立进程，则不需要socket进行通信，都设置成无效的
ngx_processes[s].channel[0] = -1;
ngx_processes[s].channel[1] = -1;
}
//新建进程在进程表中的实际位置
ngx_process_slot = s;
pid = fork();
switch (pid) {
case -1:
ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, cycle->log, ngx_errno,
"fork() failed while spawning \"%s\"", name);
ngx_close_channel(ngx_processes[s].channel, cycle->log);
return NGX_INVALID_PID;
case 0:
//子进程在这里运行
ngx_pid = ngx_getpid();
//调用子进程需要执行的函数，即ngx_worker_process_cycle
proc(cycle, data);
break;
default:
break;
}
ngx_log_error(NGX_LOG_NOTICE, cycle->log, 0, "start %s %P", name, pid);
ngx_processes[s].pid = pid;//设置子进程的pid
ngx_processes[s].exited = 0;//子进程没有退出
// 如果替换进程ngx_processes[respawn]，不用设置其他进程表项字段了
if (respawn >= 0) {
return pid;
}
// 设置其他的进程表项字段
ngx_processes[s].proc = proc;
ngx_processes[s].data = data;
ngx_processes[s].name = name;
ngx_processes[s].exiting = 0;
// 设置进程表项的一些状态字段
switch (respawn) {
case NGX_PROCESS_NORESPAWN:
ngx_processes[s].respawn = 0;
ngx_processes[s].just_spawn = 0;
ngx_processes[s].detached = 0;
break;
case NGX_PROCESS_JUST_SPAWN:
ngx_processes[s].respawn = 0;
ngx_processes[s].just_spawn = 1;
ngx_processes[s].detached = 0;
break;
case NGX_PROCESS_RESPAWN:
ngx_processes[s].respawn = 1;
ngx_processes[s].just_spawn = 0;
ngx_processes[s].detached = 0;
break;
case NGX_PROCESS_JUST_RESPAWN:
ngx_processes[s].respawn = 1;
ngx_processes[s].just_spawn = 1;
ngx_processes[s].detached = 0;
break;
case NGX_PROCESS_DETACHED://
ngx_processes[s].respawn = 0;
ngx_processes[s].just_spawn = 0;
ngx_processes[s].detached = 1;
break;
}
//检查是否需要更新ngx_last_process
if (s == ngx_last_process) {
ngx_last_process++;
}
return pid;
}
5. 下面分析worker工作进程执行的函数：static voidngx_worker_process_cycle(ngx_cycle_t *cycle, void *data)。
static void ngx_worker_process_cycle(ngx_cycle_t *cycle, void *data)
{
ngx_uint_t i;
ngx_connection_t *c;//用于连接的
ngx_process = NGX_PROCESS_WORKER;
//初始化工作，这个工作很重要，后面会详细说明它
ngx_worker_process_init(cycle, 1);
//设置进程标题
ngx_setproctitle("worker process");
//使用线程时，则会执行的代码，线程相关的代码不影响分析系统的进程结构，主//要是做一些创建线程之前的初始化和准备，然后创建线程，执行线程函数，处理//用户请求
#if (NGX_THREADS)
{
ngx_int_t n;
ngx_err_t err;
ngx_core_conf_t *ccf;
ccf = (ngx_core_conf_t *) ngx_get_conf(cycle->conf_ctx, ngx_core_module);
if (ngx_threads_n)
if (ngx_init_threads(ngx_threads_n, ccf->thread_stack_size, cycle)
== NGX_ERROR)
{
/* fatal */
exit(2);
}
err = ngx_thread_key_create(&ngx_core_tls_key);
if (err != 0) {
ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, cycle->log, err,
ngx_thread_key_create_n " failed");
/* fatal */
exit(2);
}
for (n = 0; n < ngx_threads_n; n++) {
ngx_threads[n].cv = ngx_cond_init(cycle->log);
if (ngx_threads[n].cv == NULL) {
/* fatal */
exit(2);
}
if (ngx_create_thread((ngx_tid_t *) &ngx_threads[n].tid,
ngx_worker_thread_cycle,
(void *) &ngx_threads[n], cycle->log)
!= 0)
{
/* fatal */
exit(2);
}
}
}
}
#endif
//worker进程工作的主循环
for ( ;; ) {
// 如果退出状态已设置，关闭所有连接
if (ngx_exiting) {
c = cycle->connections;
for (i = 0; i < cycle->connection_n; i++) {
/* THREAD: lock */
//链接存在，而且连接是空闲的，就将它关闭
if (c[i].fd != -1 && c[i].idle) {
c[i].close = 1;
c[i].read->handler(c[i].read);
}
}
if (ngx_event_timer_rbtree.root == ngx_event_timer_rbtree.sentinel)
{
ngx_log_error(NGX_LOG_NOTICE, cycle->log, 0, "exiting");
ngx_worker_process_exit(cycle);
}
}
ngx_log_debug0(NGX_LOG_DEBUG_EVENT, cycle->log, 0, "worker cycle");
// 处理事件和计时
ngx_process_events_and_timers(cycle);
// 收到NGX_CMD_TERMINATE命令
if (ngx_terminate) {
ngx_log_error(NGX_LOG_NOTICE, cycle->log, 0, "exiting");
// 清理后进程退出，会调用所有模块的钩子exit_process
ngx_worker_process_exit(cycle);
}
// 收到NGX_CMD_QUIT命令
if (ngx_quit) {
ngx_quit = 0;
ngx_log_error(NGX_LOG_NOTICE, cycle->log, 0,
"gracefully shutting down");
ngx_setproctitle("worker process is shutting down");
if (!ngx_exiting) {
// 关闭监听socket，设置退出状态
ngx_close_listening_sockets(cycle);
ngx_exiting = 1;
}
}
// 收到NGX_CMD_REOPEN命令，重新打开log
if (ngx_reopen) {
ngx_reopen = 0;
ngx_log_error(NGX_LOG_NOTICE, cycle->log, 0, "reopening logs");
ngx_reopen_files(cycle, -1);
}
}
}
6. 接下来分析static void ngx_worker_process_init(ngx_cycle_t *cycle, ngx_uint_t priority)，主要做的是work进程创建之前的初始化操作。
static void ngx_worker_process_init(ngx_cycle_t *cycle, ngx_uint_t priority)
{
// 1、设置ngx_process = NGX_PROCESS_WORKER,在master进程中这个变量被设置为NGX_PROCESS_MASTER；
// 2、全局性的设置，根据全局的配置信息设置执行环境、优先级、限制、setgid、setuid、信号初始化等；
// 3、调用所有模块的钩子init_process；
// 4、关闭不使用的socket，关闭当前worker的channel[0]句柄和其他worker的channel[1]句柄，当前worker会使用其他worker的channel[0]句柄发送消息，使用当前worker的channel[1]句柄监听可读事件：
for (n = 0; n < ngx_last_process; n++) {
//跳过无效进程
if (ngx_processes[n].pid == -1) {
continue;
}
//跳过自己
if (n == ngx_process_slot) {
continue;
}
//跳过独立的进程，因为独立的进程的channel句柄别设置为-1，
//或者是关闭channel的进程
if (ngx_processes[n].channel[1] == -1) {
continue;
}
//关闭其他进程的channel[1]句柄
if (close(ngx_processes[n].channel[1]) == -1) {
ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, cycle->log, ngx_errno,
"close() channel failed");
}
}
//关闭自己进程的channel[0]句柄
if (close(ngx_processes[ngx_process_slot].channel[0]) == -1) {
ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, cycle->log, ngx_errno,
"close() channel failed");
}
// 5、在当前worker的channel[1]句柄监听可读事件：
if (ngx_add_channel_event(cycle, ngx_channel, NGX_READ_EVENT,
ngx_channel_handler)
== NGX_ERROR)
{
exit(2);
}
}
可以看出，通过第4步的操作，worker进程就可以再channel[1]上监听事件了，而master进程正好是将命令发往worker进程对应的channel[0]上，因此便实现了socketpair通信。当前worker还可以使用其他进程的channel[0]句柄发送消息，使用很少，但主要是监听channel[1]句柄上的事件消息。
7. ngx_add_channel_event()把句柄ngx_channel(当前worker的channel[1])上建立的连接的可读事件加入事件监控队列，事件处理函数为ngx_channel_hanlder(ngx_event_t *ev)。当有可读事件的时候，ngx_channel_handler负责处理消息，下面分析其实现：
static voidngx_channel_handler(ngx_event_t *ev)
{
ngx_int_t n;
ngx_channel_t ch;
ngx_connection_t *c;
if (ev->timedout) {
ev->timedout = 0;
return;
}
c = ev->data;
ngx_log_debug0(NGX_LOG_DEBUG_CORE, ev->log, 0, "channel handler");
for ( ;; ) {
//从channel[1]中读取消息
n = ngx_read_channel(c->fd, &ch, sizeof(ngx_channel_t), ev->log);
ngx_log_debug1(NGX_LOG_DEBUG_CORE, ev->log, 0, "channel: %i", n);
if (n == NGX_ERROR) {
if (ngx_event_flags & NGX_USE_EPOLL_EVENT) {
ngx_del_conn(c, 0);
}
ngx_close_connection(c);
return;
}
if (ngx_event_flags & NGX_USE_EVENTPORT_EVENT) {
if (ngx_add_event(ev, NGX_READ_EVENT, 0) == NGX_ERROR) {
return;
}
}
if (n == NGX_AGAIN) {
return;
}
ngx_log_debug1(NGX_LOG_DEBUG_CORE, ev->log, 0,
"channel command: %d", ch.command);
//处理消息命令
switch (ch.command) {
case NGX_CMD_QUIT:
ngx_quit = 1;
break;
case NGX_CMD_TERMINATE:
ngx_terminate = 1;
break;
case NGX_CMD_REOPEN:
ngx_reopen = 1;
break;
case NGX_CMD_OPEN_CHANNEL:
ngx_log_debug3(NGX_LOG_DEBUG_CORE, ev->log, 0,
"get channel s:%i pid:%P fd:%d",
ch.slot, ch.pid, ch.fd);
ngx_processes[ch.slot].pid = ch.pid;
ngx_processes[ch.slot].channel[0] = ch.fd;
break;
case NGX_CMD_CLOSE_CHANNEL:
ngx_log_debug4(NGX_LOG_DEBUG_CORE, ev->log, 0,
"close channel s:%i pid:%P our:%P fd:%d",
ch.slot, ch.pid, ngx_processes[ch.slot].pid,
ngx_processes[ch.slot].channel[0]);
if (close(ngx_processes[ch.slot].channel[0]) == -1) {
ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, ev->log, ngx_errno,
"close() channel failed");
}
ngx_processes[ch.slot].channel[0] = -1;
break;
}
}
}
以上分析了nginx进程的通信机制以及工作逻辑模型，下面以图表的形式做个总结：
本文档也是以前研究分析的，难免会有不准确之处，希望大家一起研究探讨。