Nginx学习笔记(二) Nginx--connection&request-阿里云开发者社区

开发者社区> 开发与运维> 正文

Nginx学习笔记(二) Nginx--connection&request

简介:

  在Nginx中,主要包括了连接与处理两部分。

connection

  在src/core文件夹下包含有connection的源文件,Ngx_connection.h/Ngx_connection.c中可以找到SOCK_STREAM,也就是说Nginx是基于TCP连接的。

连接过程

  对于应用程序,首先第一步肯定是加载并解析配置文件,Nginx同样如此,这样可以获得需要监听的端口和IP地址。之后,Nginx就要创建master进程,并建立socket,这样就可以创建多个worker进程来,每个worker进程都可以accept连接请求。当通过三次握手成功建立一个连接后,nginx的某一个worker进程会accept成功,得到这个建立好的连接的socket,然后创建ngx_connection_t结构体,存储客户端相关内容。

  这样建立好连接后,服务器和客户端就可以正常进行读写事件了。连接完成后就可以释放掉ngx_connection_t结构体了。

  同样,Nginx也可以作为客户端,这样就需要先创建一个ngx_connection_t结构体,然后创建socket,并设置socket的属性( 比如非阻塞)。然后再通过添加读写事件,调用connect/read/write来调用连接,最后关掉连接,并释放ngx_connection_t。

 View Code

 

连接池

   在linux系统中,每一个进程能够打开的文件描述符fd是有限的,而每创建一个socket就会占用一个fd,这样创建的socket就会有限的。在Nginx中,采用连接池的方法,可以避免这个问题。

   Nginx在实现时,是通过一个连接池来管理的,每个worker进程都有一个独立的连接池,连接池的大小是worker_connections。这里的连接池里面保存的其实不是真实的连接,它只是一个worker_connections大小的一个ngx_connection_t结构的数组。并且,nginx会通过一个链表free_connections来保存所有的空闲ngx_connection_t,每次获取一个连接时,就从空闲连接链表中获取一个,用完后,再放回空闲连接链表里面(这样就节省了创建与销毁connection结构的开销)。

  所以对于一个Nginx服务器来说,它所能创建的连接数也就是socket连接数目可以达到worker_processes(worker数)*worker_connections。

竞争问题

  对于多个worker进程同时accpet时产生的竞争,有可能导致某一worker进程accept了大量的连接,而其他worker进程却没有几个连接,这样就导致了负载不均衡,对于负载重的worker进程中的连接响应时间必然会增大。很显然,这是不公平的,有的进程有空余连接,却没有处理机会,有的进程因为没有空余连接,却人为地丢弃连接。

  nginx中存在accept_mutex选项,只有获得了accept_mutex的进程才会去添加accept事件,也就是说,nginx会控制进程是否添加accept事件。nginx使用一个叫ngx_accept_disabled的变量来控制进程是否去竞争accept_mutex锁。

ngx_accept_disabled = ngx_cycle->connection_n / 8 - ngx_cycle->free_connection_n;  //可以看出来随着空余连接的增加,disabled的值降低
复制代码
 if (ngx_use_accept_mutex) {
        if (ngx_accept_disabled > 0) {           //当disabled的值大于0时,禁止竞争,但每次-1
            ngx_accept_disabled--;
        } else {
            if (ngx_trylock_accept_mutex(cycle) == NGX_ERROR) {
                return;
            }
       if (ngx_accept_mutex_held) {
                flags |= NGX_POST_EVENTS;
            } else {
                if (timer == NGX_TIMER_INFINITE
                    || timer > ngx_accept_mutex_delay) {
                    timer = ngx_accept_mutex_delay;
                }
            }
        }
}
复制代码

request

  在nginx中,request是http请求,具体到nginx中的数据结构是ngx_http_request_t。ngx_http_request_t是对一个http请求的封装。 

 View Code

 

HTTP

   这里需要复习下Http协议了。

  http请求是典型的请求-响应类型的的网络协议,需要一行一行的分析请求行与请求头,以及输出响应行与响应头。

  Request 消息分为3部分,第一部分叫请求行requset line, 第二部分叫http header, 第三部分是body. header和body之间有个空行。

  Response消息的结构, 和Request消息的结构基本一样。 同样也分为三部分,第一部分叫response line, 第二部分叫response header,第三部分是body. header和body之间也有个空行。

  分别为Request和Response消息结构图:

处理流程

  worker进程负责业务处理。在worker进程中有一个函数ngx_worker_process_cycle(),执行无限循环,不断处理收到的来自客户端的请求,并进行处理,直到整个nginx服务被停止。

  一个HTTP Request的处理过程: 

  1. 初始化HTTP Request(读取来自客户端的数据,生成HTTP Requst对象,该对象含有该请求所有的信息)。
  2. 处理请求头。
  3. 处理请求体。
  4. 如果有的话,调用与此请求(URL或者Location)关联的handler
  5. 依次调用各phase handler进行处理。

  一个phase handler的执行过程:

  1. 获取location配置。
  2. 产生适当的响应。
  3. 发送response header.
  4. 发送response body.

  这里直接上taobao团队的给出的Nginx流程图了。

  从这个图中可以清晰的看到解析http消息每个部分的不同模块。

keepalive长连接

  长连接的定义:所谓长连接,指在一个连接上可以连续发送多个数据包,在连接保持期间,如果没有数据包发送,需要双方发链路检测包。

  在这里,http请求是基于TCP协议之上的,所以建立需要三次握手,关闭需要四次握手。而http请求是请求应答式的,如果我们能知道每个请求头与响应体的长度,那么我们是可以在一个连接上面执行多个请求的,这就需要在请求头中指定content-length来表明body的大小。在http1.0与http1.1中稍有不同,具体情况如下:

 Http1.0与Http1.1 length

 

  当客户端的一次访问,需要多次访问同一个server时,打开keepalive的优势非常大,比如图片服务器,通常一个网页会包含很多个图片。打开keepalive也会大量减少time-wait的数量。

pipeline管道线

   管道技术是基于长连接的,目的是利用一个连接做多次请求。

  keepalive采用的是串行方式,而pipeline也不是并行的,但是它可以减少两个请求间的等待的事件。nginx在读取数据时,会将读取的数据放到一个buffer里面,所以,如果nginx在处理完前一个请求后,如果发现buffer里面还有数据,就认为剩下的数据是下一个请求的开始,然后就接下来处理下一个请求,否则就设置keepalive。

lingering_close延迟关闭

   当Nginx要关闭连接时,并非立即关闭连接,而是再等待一段时间后才真正关掉连接。目的在于读取客户端发来的剩下的数据。

  如果服务器直接关闭,恰巧客户端刚发送消息,那么就不会有ACK,导致出现没有任何错误信息的提示。

  Nginx通过设置一个读取客户数据的超时事件lingering_timeout来防止以上问题的发生。


本文转自cococo点点博客园博客,原文链接:http://www.cnblogs.com/coder2012/p/3142632.html,如需转载请自行联系原作者

版权声明:本文内容由阿里云实名注册用户自发贡献,版权归原作者所有,阿里云开发者社区不拥有其著作权,亦不承担相应法律责任。具体规则请查看《阿里云开发者社区用户服务协议》和《阿里云开发者社区知识产权保护指引》。如果您发现本社区中有涉嫌抄袭的内容,填写侵权投诉表单进行举报,一经查实,本社区将立刻删除涉嫌侵权内容。

分享:
开发与运维
使用钉钉扫一扫加入圈子
+ 订阅

集结各类场景实战经验,助你开发运维畅行无忧

其他文章