第3章 Nginx服务器架构初探

第3章 Nginx服务器架构初探

3.1 模块化结构

3.1.1 什么是“模块化设计”

3.1.2 Nginx模块化结构
Nginx模块分为：

1、核心模块

Nginx服务器正常运行必不可少的模块，它们提供了Nginx最基本最核心的服务，如进程管理、权限管理、错误日志记录等；

2、 标准HTTP模块



快速编译Nginx后包含的模块，其支持Nginx服务器的标准HTTP功能；

3、可选HTTP模块



主要用于扩展标准的HTTP功能，使其能够处理一些特殊的HTTP请求

4、邮件服务模块

主要用于支持Nginx的邮件服务；

5、第三方模块

是为了扩展Nginx服务器应用，完成特殊功能而有第三方机构或者个人编写的可编译到Nginx中的模块。

Nginx服务器在功能定制和扩展上具有其他web服务器无法媲美的巨大优势，从核心功能到一般功能，再到扩展功能，几乎都可以使用“模块化”技术实现。

3.2 Nginx服务器的Web请求处理机制
完成并行处理请求工作有三种方式可供选择：多进程方式、多线程方式和异步方式。

3.2.1 多进程方式
优点：设计和实现相对简单
缺点：操作系统生成一个子进程需要进行内存复制等操作，在资源和时间上会产生一定的额外开销，因此，如果Web服务器接收大量并发请求，就会对系统资源造成压力，导致性能下降。
Apache服务器。

3.2.2 多线程方式
服务器每当接收到一个客户端时，会有服务器主进程派生一个线程出来和该客户端进行交互。产生线程的开销远小于进程的开销。
多线程之间彼此影响，风险大。
ISS服务器

3.2.3 异步方式
同步异步、阻塞非阻塞

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同步异步：同步是主动询问数据是否准备好，异步是被动告知数据准备好。
阻塞非阻塞；阻塞没有数据则等待，非阻塞没有数据也会返回标识。
bio: 同步阻塞
nio: 同步非阻塞
aio: 异步非阻塞
这部门要写写代码才可以。
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3.2.4 Nginx服务器如何处理请求
Nginx使用的就是异步非阻塞方式。
Nginx服务器启动后可以产生一个主进程（master process）和多个工作进程（worker process）,所有工作进程都用于接收和处理客户端的请求。
每个工作进程使用了异步非阻塞方式，可以处理多个客户端请求。
客户端请求数据增长，网络负载繁重时，Nginx服务器使用多进程机制能够保证不增长对系统资源的压力；同时使用异步非阻塞方式减少了工作进程在I/O调用上的阻塞延迟，保证了不降低对请求的处理能力。

3.2.5 Nginx服务器的事件处理机制
IO调用如何把自己的工作状态通知给工作进程？
一：工作进程隔一段时间去检查一下IO的运行状态；
二：IO调用完成后能主动通知工作进程。
事件驱动模型（select/poll/epoll/kqueue）管理IO调用，时间准备好之后就通知工作进程事件已经就绪。

3.3 Nginx服务器的事件驱动模型

3.3.1事件驱动模型概述

3.3.2 Nginx中的事件驱动模型
事件驱动处理库又被称为多路IO复用方法，最常见的包括一下三种：select模型、poll模型和epoll模型。
3.3.3 select库

3.3.4 poll库
poll库是select库的优化实现

3.3.5 epoll库
epoll库在Linux平台上是高效的。

3.3.6 rtsig模型

3.3.7 其他事件驱动模型

3.4 设计架构概览

3.4.2 Nginx服务器的进程
1 主进程（Master Process）

2 工作进程（Worker Process）

3 缓存索引重建及管理进程 （Cache Loader & Cache Manager）

3.4.4 进程交互
Master-Worker交互 及 Worker-Worker交互都依赖于管道（channel）机制。

3.4.5 Run Loops事件处理循环模型
Run Loops，指的是进程内部用来不停地调配工作，对事件进行循环处理的一种模型。

3.5 本章小结