nginx进程模型

来源：互联网发布：360n5手机怎么样知乎编辑：程序博客网时间：2024/05/22 05:06

一、介绍

nginx的核心进程采用的是master-worker进程。一个master进程（监控进程）和多个worker进程（工作进程）。
master进程：

1、fork出子进程（工作进程）。
2、接受来自外界的信号。
3、监控worker进程的工作状态，向worker进程发送信号，控制worker的运行状态。
4、当worker因某种原因退出时，及时启动worker进程。
5、监听端口，把监听句柄交给worker进程。
woker进程：

1、accept新的连接。
2、接收并处理数据。
3、接收来自master的进程控制。

二、进程控制（热重启）

nginx通过nginx -s 命令去控制进程的运行，nginx -s 是向master主进程发送命令，然后master主进程去控制子进程。nginx执行命令的

时候，会获取到nginx的安装目录下的 nginx/logs/nginx.pid 文件，里面保存着master进程ID，然后通过kill 向 master发送进程控制命令。

具体的代码如下：

1、执行main函数（src/core/nginx.c）

int ngx_cdeclmain(int argc, char *const *argv){    ...    //1、ngx_get_options获取命令参数并解析    if (ngx_get_options(argc, argv) != NGX_OK) {        return 1;    }    ...    //2、执行信号处理函数ngx_signal_process，ngx_signal会在ngx_get_options赋值    if (ngx_signal) {        return ngx_signal_process(cycle, ngx_signal); //直接执行然后return    }    ...}//ngx_get_options获取并解析命令static ngx_int_tngx_get_options(int argc, char *const *argv){       ...    case 's':        //ngx_signal 赋值        if (*p) {            ngx_signal = (char *) p;        } else if (argv[++i]) {            ngx_signal = argv[i];        } else {            ngx_log_stderr(0, "option \"-s\" requires parameter");            return NGX_ERROR;        }        //命令字符串对比        if (ngx_strcmp(ngx_signal, "stop") == 0            || ngx_strcmp(ngx_signal, "quit") == 0            || ngx_strcmp(ngx_signal, "reopen") == 0            || ngx_strcmp(ngx_signal, "reload") == 0)        {            ngx_process = NGX_PROCESS_SIGNALLER;             //NGX_PROCESS_SIGNALLER宏定义为2，作用是为了标示nginx不是第一次启动而是nginx已经启动了，            //有些操作没有必须要重复去做，主要在ngx_cycle_init初始化的时候使用            goto next;        }        ...}

2、执行ngx_signal_process()，主要实现读取当前nginx的master进程pid。然后发送命令。

ngx_int_tngx_signal_process(ngx_cycle_t *cycle, char *sig){    ...    //读取log文件中的nginx.pid    ccf = (ngx_core_conf_t *) ngx_get_conf(cycle->conf_ctx, ngx_core_module);    ngx_memzero(&file, sizeof(ngx_file_t));    file.name = ccf->pid;    file.log = cycle->log;    file.fd = ngx_open_file(file.name.data, NGX_FILE_RDONLY,                            NGX_FILE_OPEN, NGX_FILE_DEFAULT_ACCESS);    if (file.fd == NGX_INVALID_FILE) {        ngx_log_error(NGX_LOG_ERR, cycle->log, ngx_errno,                      ngx_open_file_n " \"%s\" failed", file.name.data);        return 1;    }    n = ngx_read_file(&file, buf, NGX_INT64_LEN + 2, 0);//读取nginx.pid文件    if (ngx_close_file(file.fd) == NGX_FILE_ERROR) {        ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, cycle->log, ngx_errno,                      ngx_close_file_n " \"%s\" failed", file.name.data);    }    if (n == NGX_ERROR) {        return 1;    }    while (n-- && (buf[n] == CR || buf[n] == LF)) { /* void */ }    pid = ngx_atoi(buf, ++n); //获取进程ID    if (pid == NGX_ERROR) {        ngx_log_error(NGX_LOG_ERR, cycle->log, 0,                      "invalid PID number \"%*s\" in \"%s\"",                      n, buf, file.name.data);        return 1;    }    //执行系统信号处理    return ngx_os_signal_process(cycle, sig, pid);}

3、然后执行 ngx_os_signal_process(cycle, sig, pid)，通过kill 发送命令

ngx_int_tngx_os_signal_process(ngx_cycle_t *cycle, char *name, ngx_int_t pid){    ngx_signal_t  *sig;    for (sig = signals; sig->signo != 0; sig++) { //遍历nginx命令与进程控制命令关系表        if (ngx_strcmp(name, sig->name) == 0) {            if (kill(pid, sig->signo) != -1) {  //发给master命令。signals在文件中有定义如下                return 0;            }            ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, cycle->log, ngx_errno,                          "kill(%P, %d) failed", pid, sig->signo);        }    }    return 1;}//signalsngx_signal_t  signals[] = {    { ngx_signal_value(NGX_RECONFIGURE_SIGNAL),      "SIG" ngx_value(NGX_RECONFIGURE_SIGNAL),      "reload",      ngx_signal_handler },    { ngx_signal_value(NGX_REOPEN_SIGNAL),      "SIG" ngx_value(NGX_REOPEN_SIGNAL),      "reopen",      ngx_signal_handler },    { ngx_signal_value(NGX_NOACCEPT_SIGNAL),      "SIG" ngx_value(NGX_NOACCEPT_SIGNAL),      "",      ngx_signal_handler },    { ngx_signal_value(NGX_TERMINATE_SIGNAL),      "SIG" ngx_value(NGX_TERMINATE_SIGNAL),      "stop",      ngx_signal_handler },    { ngx_signal_value(NGX_SHUTDOWN_SIGNAL),      "SIG" ngx_value(NGX_SHUTDOWN_SIGNAL),      "quit",      ngx_signal_handler },    { ngx_signal_value(NGX_CHANGEBIN_SIGNAL),      "SIG" ngx_value(NGX_CHANGEBIN_SIGNAL),      "",      ngx_signal_handler },    { SIGALRM, "SIGALRM", "", ngx_signal_handler },    { SIGINT, "SIGINT", "", ngx_signal_handler },    { SIGIO, "SIGIO", "", ngx_signal_handler },    { SIGCHLD, "SIGCHLD", "", ngx_signal_handler },    { SIGSYS, "SIGSYS, SIG_IGN", "", SIG_IGN },    { SIGPIPE, "SIGPIPE, SIG_IGN", "", SIG_IGN },    { 0, NULL, "", NULL }};

至此执行nginx -s 的命令通过以上逻辑就发给了master主进程。下面看一下master主进程如何处理接受到的命令的。

voidngx_master_process_cycle(ngx_cycle_t *cycle){    ...    //加入信号命令集    sigemptyset(&set);    sigaddset(&set, SIGCHLD);    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));    ...    //死循环等待信号     for ( ;; ) {        ...        //阻塞等待信号,接收到信号之后会执行绑定好的ngx_singal_hander函数        sigsuspend(&set);        if (ngx_terminate) {...} //nginx -s stop        if (ngx_quit) {...} //nginx -s quit        if (ngx_restart) {...} //nginx -s restart        if (ngx_reconfigure) {...} //nginx -s reload        ...    }}

master如何控制woker进程

master是通过管道单向给woker发送数据的。

1、先看一下channel的结构体

typedef struct {       ngx_uint_t  command;  //发给worker的具体命令     ngx_pid_t   pid;  //woker的进程pid     ngx_int_t   slot; //woker在ngx_process数组的下标，所有的进程都会保存到ngx_process数组中。     ngx_fd_t    fd;  //文件描述，master有可能会把文件描述符告诉worker，让worker操作，先大致了解。} ngx_channel_t;

2、master如何发送channel

static voidngx_signal_worker_processes(ngx_cycle_t *cycle, int signo){    //定义channel结构体    ngx_channel_t  ch;    ch.command = 0;    switch (signo) {    case ngx_signal_value(NGX_SHUTDOWN_SIGNAL):        ch.command = NGX_CMD_QUIT;        break;    case ngx_signal_value(NGX_TERMINATE_SIGNAL):        ch.command = NGX_CMD_TERMINATE;        break;    case ngx_signal_value(NGX_REOPEN_SIGNAL):        ch.command = NGX_CMD_REOPEN;        break;    default:        ch.command = 0;    }    ...    if (ch.command) {        //发送命令 ngx_write_channel 会调用sendMsg发送数据        if (ngx_write_channel(ngx_processes[i].channel[0],                                      &ch, sizeof(ngx_channel_t), cycle->log)            == NGX_OK)        {            if (signo != ngx_signal_value(NGX_REOPEN_SIGNAL)) {                ngx_processes[i].exiting = 1;            }            continue;        }    }    ...}

3、worker如何接收channel

worker会把channel加入epoll中，当有channel来的时候，会触发ngx_channel_handler函数。

执行ngx_worker_process_init() 通过ngx_add_channel_event()把事件加入epoll，并绑定事件处理函数ngx_channel_handler。

ngx_channel_handler函数负责将一些变量置位，在woker的for(;;)中去读变量。

static voidngx_worker_process_init(ngx_cycle_t *cycle, ngx_int_t worker){    ...    //加入epoll    if (ngx_add_channel_event(cycle, ngx_channel, NGX_READ_EVENT,                              ngx_channel_handler)        == NGX_ERROR)    {            exit(2);    }    ...}static voidngx_channel_handler(ngx_event_t *ev){    ...    //置位相应的标志位    switch (ch.command) {    case NGX_CMD_QUIT:        ngx_quit = 1;        break;    case NGX_CMD_TERMINATE:        ngx_terminate = 1;        break;    case NGX_CMD_REOPEN:        ngx_reopen = 1;        break;    ...}static voidngx_worker_process_cycle(ngx_cycle_t *cycle, void *data){    ...    //worker主循环,思路同master基本一样    for (;;)    {        if (ngx_terminate) {...} //nginx -s stop        if (ngx_quit) {...} //nginx -s quit        if (ngx_restart) {...} //nginx -s restart        if (ngx_reconfigure) {...} //nginx -s reload    }}

至此从发送一个nginx -s 命令后，nginx的master进程和worker进程都做了什么事情，以及master如何控制woker，大致原理就这些。后续如果有需要热重启的或者采用master-woker进程的，可以参考nginx的进程模型。

三、惊群现象（worker）

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