Nginx学习笔记（一） Nginx架构

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Nginx架构

　　Nginx全程是什么？ Nginx ("engine x") 是一个高性能的 HTTP 和 反向代理 服务器，也是一个 IMAP/POP3/SMTP 代理服务器。

daemon守护线程

　　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。

　　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。

　　worker进程则是处理基本的网络事件。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。更多的worker数，只会导致进程来竞争cpu资源了，从而带来不必要的上下文切换。而且，nginx为了更好的利用多核特性，具有cpu绑定选项，我们可以将某一个进程绑定在某一个核上，这样就不会因为进程的切换带来cache的失效。

  惊群现象

　　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之后，然后再fork出多个worker进程，这样每个worker进程都可以去accept这个socket(当然不是同一个socket，只是每个进程的这个socket会监控在同一个ip地址与端口，这个在网络协议里面是允许的)。一般来说，当一个连接进来后，所有在accept在这个socket上面的进程，都会收到通知，而只有一个进程可以accept这个连接，其它的则accept失败。

相对于线程，采用进程的优点

　　进程之间不共享资源，不需要加锁，所以省掉了锁带来的开销。

　　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进程则很快重新启动新的worker进程。

　　编程上更加容易。

  多线程的问题

　　而多线程在多并发情况下，线程的内存占用大，线程上下文切换造成CPU大量的开销。想想apache的常用工作方式（apache也有异步非阻塞版本，但因其与自带某些模块冲突，所以不常用），每个请求会独占一个工作线程，当并发数上到几千时，就同时有几千的线程在处理请求了。这对操作系统来说，是个不小的挑战，线程带来的内存占用非常大，线程的上下文切换带来的cpu开销很大，自然性能就上不去了，而这些开销完全是没有意义的。

异步非阻塞

　　异步的概念和同步相对的，也就是不是事件之间不是同时发生的。

　　非阻塞的概念是和阻塞对应的，阻塞是事件按顺序执行，每一事件都要等待上一事件的完成，而非阻塞是如果事件没有准备好，这个事件可以直接返回，过一段时间再进行处理询问，这期间可以做其他事情。但是，多次询问也会带来额外的开销。

　　总的来说，Nginx采用异步非阻塞的好处在于：

• 不需要创建线程，每个请求只占用少量的内存
• 没有上下文切换，事件处理非常轻量

　　淘宝tengine团队说测试结果是“24G内存机器上，处理并发请求可达200万”。

 

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