Nginx中的惊群现象解决方法

Posted 2021-01-07 四海骄阳

*什么是惊群现象？nginx中用了什么方法来避免这种问题的发生？本篇就解决这两个问题。。。→_→*

1. 惊群现象的定义与危害

   • 在Nginx中，每一个worker进程都是由master进程fork出来的。master进程创建socket后进行listen、bind操作，fork出来的worker继承了socket，调用accpet开始监听等待网络连接

   • 如果这时有多个worker进程都在等待事件的发生。当事件发生时，这些worker进程被同时唤醒，但最终只有一个worker进程可以处理事件成功，其他的worker进程就会重新进入阻塞状态

   • 当惊群现象发生时，内核会依次唤醒所有的worker进程，这种操作会导致系统在瞬时占用极大的资源，但最后却只有一个worker进程处理事件成功，这就造成了极大的资源浪费

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2. Nginx中解决惊群现象的方法

   • Nginx中规定同一时刻只能有唯一一个的worker进程监听Web端口，这样就不会发生惊群了，此时新连接事件只能唤醒唯一正在监听端口的worker进程

3. 源码剖析

ngx_int_t
ngx_trylock_accept_mutex(ngx_cycle_t *cycle)
{
    //使用worker进程间同步锁——ngx_accept_mutex，ngx_shmtx_trylock返回1表示成功获取锁，返回0表示获取锁失败。ngx_shmtx_trylock是非阻塞的，如果此时ngx_accept_mutex被其他worker进程占有，那么ngx_shmtx_trylock会立即返回
    if (ngx_shmtx_trylock(&ngx_accept_mutex)) {

        ngx_log_debug0(NGX_LOG_DEBUG_EVENT, cycle->log, 0,
                       "accept mutex locked");

        //ngx_accept_mutex_held为1时表示当前worker进程已经获取到了锁，那么就立即返回
        if (ngx_accept_mutex_held
            && ngx_accept_events == 0
            && !(ngx_event_flags & NGX_USE_RTSIG_EVENT))
        {
            return NGX_OK;
        }

        //将所有监听连接的读事件添加到当前的epoll等事件驱动模块中
        if (ngx_enable_accept_events(cycle) == NGX_ERROR) {
            //如果将所有监听连接的读事件添加到当前的epoll等事件驱动模块中失败，那么就必须释放ngx_accept_mutex锁
            ngx_shmtx_unlock(&ngx_accept_mutex);
            return NGX_ERROR;
        }

        //此时需要把ngx_accept_mutex_held置为1，方便本进程的其他驱动模块它已经获取到了锁
        ngx_accept_events = 0;
        ngx_accept_mutex_held = 1;

        return NGX_OK;
    }

    ngx_log_debug1(NGX_LOG_DEBUG_EVENT, cycle->log, 0,
                   "accept mutex lock failed: %ui", ngx_accept_mutex_held);

    //此时ngx_shmtx_trylock返回了0，表示获取ngx_shmtx_trylock锁失败。但是此时ngx_accept_mutex_held还为1，即当前worker进程还在占有ngx_accept_mutex锁，就说明有问题
    if (ngx_accept_mutex_held) {
        //将所有监听连接的读事件从事件模块中移出
        if (ngx_disable_accept_events(cycle) == NGX_ERROR) {
            return NGX_ERROR;
        }
        //没有获取到ngx_accept_mutex锁时，将ngx_accept_mutex_held置为0
        ngx_accept_mutex_held = 0;
    }

    return NGX_OK;
}

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*本篇只分析了Nginx中如何保证不发生惊群现象的解决方法，后面其实还有worker进程何时释放ngx_accept_mutex锁的问题。。其超出了本篇的范围。。。就不在这里继续讨论了。。明天加油。。。→_→*