nginx中父子进程工作的主体函数

Posted 2020-09-26 cynchanpin

依据nginx（0.7.67版本号）的代码。对Nginx主要的进程创建，进程主体以及事件处理进行了简要的分析。

基本上，父进程（即主进程）一開始会初始化及读取配置。并载入各模块的功能，然后fork()出N个子进程（即工作进程），具有同样的工作逻辑和功能。

父进程负责监听信号（如HUP，QUIT等），通过socket pair把信号传递给子进程（子进程间一般不通信）。子进程通过事件来处理父进程传递的信号。由于每一个子进程都共享服务监听port（如http 80），当用户发送请求时，会触发子进程的事件调用函数。因此在accept()请求的时候，须要用到mutex，保证仅仅有一个工作进程接受并处理请求。

Nginx主进程的入口是跟一般的程序一样的main()函数。它的代码是这种：

int ngx_cdecl main(int argc, char *const *argv)

{

/*...*/

//nginx 启动的时候会尝试从环境变量中读取前次运行时候的监听套接口的id，

//并会创建相应数量的ngx_listening_t结构变量（存于 cycle->listening数组中）。

//然后调用这个接口通过getsockname,getsockopt等系统调用把原来套接口的属性信息和

//设置參数读取出来去设置那些新创建的ngx_listening_t结构变量。这样就继承了前次运行

//时候的监听套接口了。这个接口是在 ngx_init_cycle之前调用的

if (ngx_add_inherited_sockets(&init_cycle) != NGX_OK) { 

return 1; }

/*...*/

//ngx_modules数组在objs/ngx_modules.c定义ngx_max_module = 0;for (i = 0; ngx_modules[i]; i++) { ngx_modules[i]->index = ngx_max_module++; //将每一个模块编号

}

//ngx_init_cycle()函数，这是个比較重要的函数。被main, ngx_master_process_cycle

//和ngx_single_process_cycle 调用， 当中后两者是在reconfigure的时候被调用的。

//它主要工作是。初始化cycle是基于旧有的cycle进行的; 会继承old cycle的非常多属性。 

//比方log等， 可是同一时候会对非常多资源又一次分配, 比方pool, shared mem, file handler, 

//listening socket等，同一时候清除旧有的cycle的资源

//读取配置文件也是在这里完毕的

cycle = ngx_init_cycle(&init_cycle);

if (ngx_process == NGX_PROCESS_SINGLE) { ngx_single_process_cycle(cycle); } else {

//一般採用多进程处理请求

ngx_master_process_cycle(cycle);

}

}

//主进程（即父进程）的主体

//这个函数会启动工作进程干活。而且会处理信号量。处理的过程中会杀死或者创建新的进程

void ngx_master_process_cycle(ngx_cycle_t *cycle)

{

//把信号添加到监听集合set sigemptyset(&set);//sigemptyset()用来将參数set信号集初始化并清空 sigaddset(&set, SIGCHLD);//sigaddset() 添加一个信号至信号集 sigaddset(&set, SIGALRM); sigaddset(&set, SIGIO); sigaddset(&set, SIGINT); sigaddset(&set, ngx_signal_value(NGX_RECONFIGURE_SIGNAL)); sigaddset(&set, ngx_signal_value(NGX_REOPEN_SIGNAL)); sigaddset(&set, ngx_signal_value(NGX_NOACCEPT_SIGNAL)); sigaddset(&set, ngx_signal_value(NGX_TERMINATE_SIGNAL)); sigaddset(&set, ngx_signal_value(NGX_SHUTDOWN_SIGNAL)); sigaddset(&set, ngx_signal_value(NGX_CHANGEBIN_SIGNAL));

/*...*/

//依照ngx_core_conf_t中worker_processes数，启动若干个work进程 ngx_start_worker_processes(cycle, ccf->worker_processes, NGX_PROCESS_RESPAWN);

//后面一个循环对不同的状态进行不同处理。而那些状态多数是进程收到的不同信号//ngx_signal_t signals[]数组定义信号以及处理方法:ngx_signal_handler()//信号在ngx_init_signals()里面初始化//在ngx_signal_handler()里，依据ngx_process来决定是master process还是

//worker process的处理流程(即是说master和worker都调用ngx_signal_handler

//来处理信号)

for ( ;; ) {

//挂起当前进程，等到有信号。就会从挂起状态退出。继续运行//set记录当前监听的信号 sigsuspend(&set);

/*各种信号的处理，如NGX_SHUTDOWN_SIGNAL，NGX_RECONFIGURE_SIGNAL等*/

/*省略*/

}

}

//ngx_start_worker_processes()函数。这个函数按指定数目n，以ngx_worker_process_cycle()函

//数为參数调用ngx_spawn_process()创建work进程并初始化相关资源和属性。

//运行子进程的运行函数ngx_worker_process_cycle；向之前已经创建的全部worker广播当前创建的

//worker进程的信息。每一个进程打开一个通道(ngx_pass_open_channel())

//n是worker process的数目

//type 即创建新进程式的方式，如NGX_PROCESS_RESPAWN, NGX_PROCESS_JUST_RESPAWN

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;

     ch.command = NGX_CMD_OPEN_CHANNEL;

     for (i = 0; i < n; i++) {

//从config读取CPU的分配

         cpu_affinity = ngx_get_cpu_affinity(i);

//ngx_spawn_process中设置ngx_process_slot为被分配到子进程的

//空暇slot

         ngx_spawn_process(cycle, ngx_worker_process_cycle, NULL,

"worker process", type);

         ch.pid = ngx_processes[ngx_process_slot].pid;

         ch.slot = ngx_process_slot;

         ch.fd = ngx_processes[ngx_process_slot].channel[0];

//ngx_pass_open_channel 把这个worker的channel[0]和进程id

//在进程表中的偏移slot广播(ngx_write_channel())给全部其它已经

//创建的worker。

//这样，创建全然部进程之后，每一个worker就获得了全部其它worker的

//channel[0]了

         ngx_pass_open_channel(cycle, &ch);

    }

}

ngx_pid_t ngx_spawn_process(ngx_cycle_t *cycle, ngx_spawn_proc_pt proc, void *data, char *name, ngx_int_t respawn)

{

/*...*/

//假设类型为NGX_PROCESS_DETACHED。则说明是热代码替换(热代码替换也是通过这

//个函数进行处理的)，因此不须要新建socketpair。

if (respawn != NGX_PROCESS_DETACHED) {//建立socketpair //创建socketpair用于进程间通信。master进程为每一个worker创建一对

//socket， master进程空间打开全部socketpair的channel[0]，

//channel[1]两端句柄。

//当创建一个worker的时候，这个worker会继承master当前已经创建并

//打开的全部socketpair。//这个worker初始化的时候（调用ngx_worker_process_init）会关闭

//本进程相应socketpair的channel[0]和其它worker相应的

//channel[1]，保持打开本进程相应socketpair的channel[1]和其它

//worker相应的channel[0]，并监听本进程相应socketpair的

//channel[1]的可读事件。这样，每一个worker就拥有了其它worker的

//channel[0]，能够sendmsg(channel[0], ...)向其它worker发送消息

/*...*/

}

/*...*/

//创建子进程

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;//在子进程里，运行传递进来的子进程的函数 case 0:ngx_pid = ngx_getpid();

//调用ngx_worker_process_cycle() //注意：这个函数中定义了子进程处理事件的循环，即子进程不会

//运行这个函数之后的语句

proc(cycle, data);break;default:break; }

}

//worker进程的主体

static void ngx_worker_process_cycle(ngx_cycle_t *cycle, void *data)

{

//设置一些环境变量

//调用全部模块的init_process钩子函数

//将其它进程的channel[1]关闭。自己的除外//子进程继承了父进程的ngx_processes数组。但子进程仅仅监听自己的channel[1]

//将自己的channel[0]关闭//由于自己的channel[0]是给其它子进程。用来发送消息的sendmsg

//调用ngx_add_channel_event()函数，给ngx_channel注冊一个读事件处理函数。

ngx_worker_process_init(cycle, 1);

//主循环。处理事件

for ( ;; ) {

/*...*/

//调用epoll，周期性监听事件

//先接收连接(并不处理事件)。以及处理进程间信号(如有)

//处理accept queue和event queue里面的事件

ngx_process_events_and_timers(cycle);

/*...*/

}

/*...*/

}