nginx的原理

Posted 2020-09-28 this

nginx会按需同时运行多个进程：一个主进程(master)和几个工作进程(worker)，配置了缓存时还会有缓存加载器进程

(cache loader)和缓存管理器进程(cache manager)等。所有进程均是仅含有一个线程，并主要通过“共享内存”的机制实现进程间通信。主进程以root用户身份运行，而worker、cache loader和cache manager均应以非特权用户身份运行。

主进程主要完成如下工作：

1. 读取并验正配置信息；

2. 创建、绑定及关闭套接字；

3. 启动、终止及维护worker进程的个数；

4. 无须中止服务而重新配置工作特性；

5. 控制非中断式程序升级，启用新的二进制程序并在需要时回滚至老版本；

6. 重新打开日志文件，实现日志滚动；

7. 编译嵌入式perl脚本；

worker进程主要完成的任务包括：

1. 接收、传入并处理来自客户端的连接；

2. 提供反向代理及过滤功能；

3. nginx任何能完成的其它任务；

cache loader进程主要完成的任务包括：

1. 检查缓存存储中的缓存对象；

2. 使用缓存元数据建立内存数据库；

cache manager进程的主要任务：

1. 缓存的失效及过期检验；

 

运行中的Nginx进程间的关系在正式提供服务的产品环境下，部署Nginx时都是使用一个master进程来管理多个worker进程，一般情况下，

worker进程的数量与服务器上的CPU核心数相等。每一个worker进程都是繁忙的，它们在真正地提供互联网服务，master进程则很“清闲”，只负责监控管理

worker进程。worker进程之间通过共享内存、原子操作等一些进程间通信机制来实现负载均衡等功能

 部署后Nginx进程间的关系如图。Nginx是支持单进程（master进程）提供服务的，那么为什么产品环境下要按照

master-worker方式配置同时启动多个进程呢？这样做的好处主要有以下两点：

由于master进程不会对用户请求提供服务，只用于管理真正提供服务的worker进程，所以master进程可以是唯一的，

它仅专注于自己的纯管理工作，为管理员提供命令行服务，包括诸如启动服务、停止服务、重载配置文件、平滑升级程

序等。

master进程需要拥有较大的权限，例如，通常会利用root用户启动master进程。worker进程的权限要小于或等于master

进程，这样master进程才可以完全地管理worker进程。当任意一个worker进程出现错误从而导致coredump时，

master进程会立刻启动新的worker进程继续服务。

多个worker进程处理互联网请求不但可以提高服务的健壮性（一个worker进程出错后，其他worker进程仍然可以正常提供服务），最重要的是，这样可以充分利用现在常见的SMP多核架构，从而实现微观上真正的多核并发处理。因此，用一个进程（master进程）来处理互联网请求肯定是不合适的。另外，为什么要把worker进程数量设置得与CPU核心数量一致呢？这正是Nginx与Apache服务器的不同之处。在Apache上每个进程在一个时刻只处理一个请求，因此，如果希望Web服务器拥有并发处理的请求数更多，就要把Apache的进程或线程数设置得更多，通常会达到一台服务器拥有几百个工作进程，这样大量的进程间切换将带来无谓的系统资源消耗。而Nginx则不然，一个worker进程可以同时处理的请求数只受限于内存大小，而且在架构设计上，不同的worker进程之间处理并发请求时几乎没有同步锁的限制，worker进程通常不会进入睡眠状态，因此，当Nginx上的进程数与CPU核心数相等时（最好每一个worker进程都绑定特定的CPU核心），进程间切换的代价是最小的