nginx进程模型

来源：互联网发布：apache jar包官方下载编辑：程序博客网时间：2024/05/21 09:21

http://www.cnblogs.com/liushaodong/archive/2013/02/26/2933511.html

1.概述

nginx有两类进程，一类称为master进程(相当于管理进程)，另一类称为worker进程（实际工作进程）。启动方式有两种：

(1)单进程启动：此时系统中仅有一个进程，该进程既充当master进程的角色，也充当worker进程的角色。

(2)多进程启动：此时系统有且仅有一个master进程，至少有一个worker进程工作。

master进程主要进行一些全局性的初始化工作和管理worker的工作；事件处理是在worker中进行的。

首先简要的浏览一下nginx的启动过程，如下图：

2.实现原理

这里只分析多进程下的工作原理。

nginx的进程启动过程是在ngx_master_process_cycle（src/os/unix/ngx_process_cycle.c）中完成的，在ngx_master_process_cycle中，会根据配置文件的worker_processes值创建多个子进程，即一个master进程和多个worker进程。进程之间、进程与外部之间保持通信。如下图所示：图中w1表示worker进程1，以此类推。虚线表示信号通信，实现表示socketpair通信。

nginx 的进程模型采用的是prefork方式，预先分配的worker子进程数量由配置文件指定，默认为1。master主进程创建监听套接口，fork子进程以后，由worker进程监听客户连接，每个worker子进程独自尝试accept已连接套接口，accept是否上锁可以配置，默认会上锁，如果操作系统支持原子整型，才会使用共享内存实现原子上锁，否则使用文件上锁。如果不使用锁，当多个进程同时accept，当一个连接来的时候多个进程同时被唤起，会导致惊群问题。使用锁的时候，只会有一个worker阻塞在accept上，其他的进程则会不能获取锁而阻塞，这样就解决了惊群的问题。master进程通过socketpair向worker子进程发送命令，终端也可以向master发送各种命令，子进程通过发送信号给master进程的方式与其通信，worker之间通过unix套接口通信。

当master接收到worker发回的SIGCHLD信号时，(worker进程的退出信号)，它会逐个检查每一个worker进程，如果发现有worker进程是异常退出，就会重新启动这个worker进程。另外nginx还有两个用于管理cache的进程，一个是cache manager process，另外一个是cache loader process，它们是专门服务于文件cache的进程，也服从master进程的管理，类似于worker进程，后面的分析将略去它们。下面从代码的角度，详细分析实现细节。

master启动的时候，有一些重要的全局数据会被设置，最重要的是进程表ngx_processes，master每创建一个worker都会把一个设置好的ngx_process_t结构变量放入ngx_processes中，新创建的进程存放在ngx_process_slot位置，ngx_last_process是进程表中最后一个存量进程的下一个位置，ngx_process_t是进程在nginx中的抽象：

 1 typedef struct { 2     ngx_pid_t            pid;                //进程的ID 3     int                     status;             //进程的退出状态   4     ngx_socket_t       channel[2];        //用于socketpair通信的一对socket句柄 5     ngx_spawn_proc_pt   proc;           //进程的执行函数 6     void                  *data;              //proc的参数 7     char                  *name;             //进程的title标识 8     unsigned             respawn:1;        //进程的状态:重新创建的 9     unsigned             just_spawn:1;     //进程的状态: 第一次创建的10     unsigned             detached:1;       //进程的状态: 分离的，独立的11     unsigned             exiting:1;         //进程的状态: 正在退出的12     unsigned             exited:1;          //进程的状态: 已经退出的13 } ngx_process_t;(src/os/unix/ngx_process.h)

master进程向worker子进程发送命令是通过socketpair创建的一对socket实现的，之间传输的是ngx_channel_t结构变量：

1 typedef struct {2      ngx_uint_t  command;  //发送的命令3      ngx_pid_t   pid;         //发送方进程的进程id4      ngx_int_t   slot;         //发送方进程在进程表中偏移位置5      ngx_fd_t    fd;           //发送给对方的文件句柄6 } ngx_channel_t;(src/os/unix/ngx_channel.h)

command是要发送的命令，有5种：

1 #define NGX_CMD_OPEN_CHANNEL   12 #define NGX_CMD_CLOSE_CHANNEL  23 #define NGX_CMD_QUIT           34 #define NGX_CMD_TERMINATE      45 #define NGX_CMD_REOPEN         5

1).首先分析master进程的代码的功能，（Ngx_process_cycle.c中）：

main()函数首先做一系列的初始化工作调用各模块的初始化代码（例如创建监听套接口等）然后就会调用ngx_master_process_cycle代码（多进程启动情况下），cycle是一个全局结构体变量，存储有系统运行的所需要的一些信息。在分析进程关系的的时候可以先忽略它。

  1 void ngx_master_process_cycle(ngx_cycle_t *cycle)  2 {  3     1.master设置一些需要处理的信号，信号包括：  4 SIGCHLD,                               //子进程退出时发送给父进程的  5 SIGALRM,                               //计时器信号  6 SIGIO,                                  //描述符上可以进行I/O时发出的信号  7 SIGINT,                                 //中断信号  8 NGX_RECONFIGURE_SIGNAL(SIGHUP), //终端线路挂断  9 NGX_REOPEN_SIGNAL(SIGUSR1),      //用户自定义usr1信号 10 NGX_NOACCEPT_SIGNAL(SIGWINCH), //控制中断大小改变 11 NGX_TERMINATE_SIGNAL(SIGTERM),  //请求终端 12 NGX_SHUTDOWN_SIGNAL(SIGQUIT),  //终端发送的quit信号 13 NGX_CHANGEBIN_SIGNAL(SIGUSR2)；//用户自定义usr1信号 14  15     2.调用ngx_setproctilte设置进程标题； 16  17     3. 调用ngx_start_worker_processes()启动worker进程； 18  19 //有些模块需要文件cache，比如fastcgi模块，这些模块会把文件cache路径添加到//cycle->paths中，文件cache管理进程会定期调用这些模块的文件cache处理钩子处//理一下文件cache,其实一共会启动两个进程，这些进程的detached会被设置为1 20     4.调用ngx_start_cache_manager_processes()启动文件cache管理进程； 21  22     5.master循环处理信号量。 23     ngx_new_binary = 0; 24     delay = 0; 25     live = 1; 26  27     for ( ;; ) { 28         // delay用来设置等待worker退出的时间，master接收了退出信号后首先发送                        //退出信号给worker，而worker退出需要一些时间 29         if (delay) { 30             delay *= 2; 31             ngx_log_debug1(NGX_LOG_DEBUG_EVENT, cycle->log, 0, 32                            "temination cycle: %d", delay); 33             itv.it_interval.tv_sec = 0; 34             itv.it_interval.tv_usec = 0; 35             itv.it_value.tv_sec = delay / 1000; 36             itv.it_value.tv_usec = (delay % 1000 ) * 1000; 37  38             // 设置定时器 39             if (setitimer(ITIMER_REAL, &itv, NULL) == -1) { 40                 ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, cycle->log, ngx_errno, 41                               "setitimer() failed"); 42             } 43         } 44  45         ngx_log_debug0(NGX_LOG_DEBUG_EVENT, cycle->log, 0, "sigsuspend"); 46  47         // 挂起信号量，等待定时器 48         sigsuspend(&set); 49         ngx_time_update(0, 0); 50         ngx_log_debug0(NGX_LOG_DEBUG_EVENT, cycle->log, 0, "wake up"); 51  52         // 收到了SIGCHLD信号，有worker退出（ngx_reap==1） 53         if (ngx_reap) { 54             ngx_reap = 0; 55             ngx_log_debug0(NGX_LOG_DEBUG_EVENT, cycle->log, 0, "reap children"); 56  57        // 处理所有worker，如果有worker异常退出则重启这个worker，如果所有 58 //  worker都退出,返回0赋值给live 59             live = ngx_reap_children(cycle); 60         } 61  62  // 如果worker都已经退出，并且收到了NGX_CMD_TERMINATE命令或者  //SIGTERM信号或者SIGINT信号(ngx_terminate=1) 63 // 或者NGX_CMD_QUIT命令或者SIGQUIT信号(ngx_quit=1)，则master退出 64         if (!live && (ngx_terminate || ngx_quit)) { 65             ngx_master_process_exit(cycle); 66         } 67  68         // 收到了NGX_CMD_TERMINATE命令或者SIGTERM信号或者SIGINT信号， 69         // 通知所有worker退出，并且等待worker退出 70         if (ngx_terminate) { 71             if (delay == 0) { 72                 delay = 50; 73             } 74  75          // 给所有worker发送SIGTERM，通知worker退出 76             if (delay > 1000) { 77                 ngx_signal_worker_processes(cycle, SIGKILL); 78             } else { 79                 80                 ngx_signal_worker_processes(cycle, 81                                        ngx_signal_value(NGX_TERMINATE_SIGNAL)); 82             } 83  84             continue; 85         } 86  87         // 收到了NGX_CMD_QUIT命令或者SIGQUIT信号 88         if (ngx_quit) { 89             // 给所有worker发送SIGQUIT信号 90             ngx_signal_worker_processes(cycle, 91                                         ngx_signal_value(NGX_SHUTDOWN_SIGNAL)); 92  93             // 关闭所有监听的socket 94             ls = cycle->listening.elts; 95             for (n = 0; n < cycle->listening.nelts; n++) { 96                 if (ngx_close_socket(ls[n].fd) == -1) { 97                     ngx_log_error(NGX_LOG_EMERG, cycle->log, ngx_socket_errno, 98                                   ngx_close_socket_n " %V failed", 99                                   &ls[n].addr_text);100                 }101             }102             cycle->listening.nelts = 0;103 104             continue;105         }106 107         // 收到了SIGHUP信号108         if (ngx_reconfigure) {109             ngx_reconfigure = 0;110 111             // 代码已经被替换，重启worker，不需要重新初始化配置112             if (ngx_new_binary) {113                 ngx_start_worker_processes(cycle, ccf->worker_processes,114                                            NGX_PROCESS_RESPAWN);115                 ngx_start_cache_manager_processes(cycle, 0);116                 ngx_noaccepting = 0;117 118                 continue;119             }120 121             ngx_log_error(NGX_LOG_NOTICE, cycle->log, 0, "reconfiguring");122 123             // 重新初始化配置124             cycle = ngx_init_cycle(cycle);125             if (cycle == NULL) {126                 cycle = (ngx_cycle_t *) ngx_cycle;127                 continue;128             }129 130             // 重启worker131             ngx_cycle = cycle;132             ccf = (ngx_core_conf_t *) ngx_get_conf(cycle->conf_ctx,133                                                    ngx_core_module);134             ngx_start_worker_processes(cycle, ccf->worker_processes,135                                        NGX_PROCESS_JUST_RESPAWN);136             ngx_start_cache_manager_processes(cycle, 1);137             live = 1;138             ngx_signal_worker_processes(cycle,139                                         ngx_signal_value(NGX_SHUTDOWN_SIGNAL));140         }141 142         // 当ngx_noaccepting=1的时候会把ngx_restart设为1，重启worker143         if (ngx_restart) {144             ngx_restart = 0;145             ngx_start_worker_processes(cycle, ccf->worker_processes,146                                        NGX_PROCESS_RESPAWN);147             ngx_start_cache_manager_processes(cycle, 0);148             live = 1;149         }150 151         // 收到SIGUSR1信号，重新打开log文件152         if (ngx_reopen) {153             ngx_reopen = 0;154             ngx_log_error(NGX_LOG_NOTICE, cycle->log, 0, "reopening logs");155             ngx_reopen_files(cycle, ccf->user);156             ngx_signal_worker_processes(cycle,157                                         ngx_signal_value(NGX_REOPEN_SIGNAL));158         }159 160         // 收到SIGUSR2信号，热代码替换161         if (ngx_change_binary) {162             ngx_change_binary = 0;163             ngx_log_error(NGX_LOG_NOTICE, cycle->log, 0, "changing binary");164             // 调用execve执行新的代码165             ngx_new_binary = ngx_exec_new_binary(cycle, ngx_argv);166         }167 168         // 收到SIGWINCH信号，不再接收请求，worker退出，master不退出169         if (ngx_noaccept) {170             ngx_noaccept = 0;171             ngx_noaccepting = 1;172             ngx_signal_worker_processes(cycle,173                                         ngx_signal_value(NGX_SHUTDOWN_SIGNAL));174         }175     }176 }

从代码中可以看书master主进程的逻辑是非常清晰的，如下图：

2)接下来分析worker进程启动的代码ngx_start_worker_processes()，由于使用了socketpair通信，这里也包过了对socket设置的一些代码：

 1 static void ngx_start_worker_processes(ngx_cycle_t *cycle, ngx_int_t n, ngx_int_t type) 2 { 3     ngx_int_t      i; 4     ngx_channel_t  ch;//用于socketpair通信的数据 5     ngx_log_error(NGX_LOG_NOTICE, cycle->log, 0, "start worker processes"); 6         // 传递给其他worker子进程的命令：打开通信管道 7     ch.command = NGX_CMD_OPEN_CHANNEL; 8 for (i = 0; i < n; i++) { 9         cpu_affinity = ngx_get_cpu_affinity(i);10         ngx_spawn_process(cycle, ngx_worker_process_cycle, NULL,11                           "worker process", type);12            // 向之前已经创建的所有worker广播当前创建的worker进程的信息13         ch.pid = ngx_processes[ngx_process_slot].pid;//当前进程的pid14         ch.slot = ngx_process_slot;               //当前进程在进程表中的位置15 //fd是发送给对方的句柄16 ch.fd = ngx_processes[ngx_process_slot].channel[0];                ngx_pass_open_channel(cycle, &ch);17     }18 }

循环体中使用ngx_spawn_process来生成worker进程，这个后面说明。每次创建一个新的worker进程之后，都需要向之前创建的所有worker进程广播新创建的worker进程的信息。

ngx_pass_open_channel()会利用一个循环，将ch信息发送给其他的worker进程的channel[0]的socket上，worker收到以后就会将ch的信息添加到自己的进程表中，这样每个worker进程自己的进程表和master进程的进程表就会保持一致。在子进程创建的过程中，后面会有代码来设置各自的进程表项的ngx_socket_t字段。

3).第2个函数中新建了一个进程以后，然后调用ngx_pass_open_channel(cycle,&ch)将ch数据对其他进程进行广播处理，下面分析它的实现。

 1 static void ngx_pass_open_channel(ngx_cycle_t *cycle, ngx_channel_t *ch) 2 {   //ch是要向其他的worker进程广播的消息 3     ngx_int_t  i; 4         //逐个遍历所有的worker进程关联的ngx_process 5     for (i = 0; i < ngx_last_process; i++) { 6             // 跳过自己和异常的进程 7         if (i == ngx_process_slot|| ngx_processes[i].pid == -1 8             || ngx_processes[i].channel[0] == -1) 9         {10             continue;11         }12         ngx_log_debug6(NGX_LOG_DEBUG_CORE, cycle->log, 0,13                       "pass channel s:%d pid:%P fd:%d to s:%i pid:%P fd:%d",14                       ch->slot, ch->pid, ch->fd,15                       i, ngx_processes[i].pid,16                       ngx_processes[i].channel[0]);17         /* TODO: NGX_AGAIN */18            // 发送消息给其他的worker，发送到每个进程的19 //ngx_processes[i].channel[0]的socket上20         ngx_write_channel(ngx_processes[i].channel[0],21                           ch, sizeof(ngx_channel_t), cycle->log);22     }23 }

从代码中可以看出函数发送给除自己外而且正常工作的worker进程发送自己的进程信息，worker进程收到以后会将它添加到自己的进程表中。

4).接下来分析ngx_pid_t ngx_spawn_process(ngx_cycle_t *cycle, ngx_spawn_proc_pt proc, void *data, char *name, ngx_int_t respawn)函

  1 ngx_pid_t ngx_spawn_process(ngx_cycle_t *cycle, ngx_spawn_proc_pt proc, void *data,char *name, ngx_int_t respawn)  2 {   //proc是子进程的执行函数，data是其参数，name是子进程的名字  3     u_long     on;  4     ngx_pid_t  pid;  5     ngx_int_t  s;   //将要创建的子进程在进程表中的位置  6   7     if (respawn >= 0) {  8             // 替换进程ngx_processes[respawn]，可安全重用该进程表项  9         s = respawn; 10     } else { 11           // 先找到一个被回收的进程表项 12         for (s = 0; s < ngx_last_process; s++) { 13             if (ngx_processes[s].pid == -1) { 14                 break; 15             } 16         } 17             // 进程表已满 18         if (s == NGX_MAX_PROCESSES) { 19             ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, cycle->log, 0, 20                           "no more than %d processes can be spawned", 21                           NGX_MAX_PROCESSES); 22             return NGX_INVALID_PID; 23         } 24     } 25  26  27          28         // 不是分离的子进程，指的就是worker进程，cache进程是分离出去的进程 29         //cache进程不等同于worker进程，系统把它看成额外的独立进程 30     if (respawn != NGX_PROCESS_DETACHED) { 31         /* Solaris 9 still has no AF_LOCAL */ 32             // 创建一对已经连接的无名socket,用于socketpair通信的 33         if (socketpair(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0, ngx_processes[s].channel) == -1) 34         { 35             ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, cycle->log, ngx_errno, 36                           "socketpair() failed while spawning \"%s\"", name); 37             return NGX_INVALID_PID; 38         } 39         ngx_log_debug2(NGX_LOG_DEBUG_CORE, cycle->log, 0, 40                        "channel %d:%d", 41                        ngx_processes[s].channel[0], 42                        ngx_processes[s].channel[1]); 43      44             // 设置socket为非阻塞模式 45         if (ngx_nonblocking(ngx_processes[s].channel[0]) == -1) { 46             ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, cycle->log, ngx_errno, 47                           ngx_nonblocking_n " failed while spawning \"%s\"", 48                           name); 49             ngx_close_channel(ngx_processes[s].channel, cycle->log); 50             return NGX_INVALID_PID; 51         } 52 // 设置socket为非阻塞模式 53         if (ngx_nonblocking(ngx_processes[s].channel[1]) == -1) { 54             ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, cycle->log, ngx_errno, 55                           ngx_nonblocking_n " failed while spawning \"%s\"", 56                           name); 57             ngx_close_channel(ngx_processes[s].channel, cycle->log); 58             return NGX_INVALID_PID; 59         } 60  61             // 设置channel[0]的信号驱动异步I/O 标志 62         on = 1; 63         if (ioctl(ngx_processes[s].channel[0], FIOASYNC, &on) == -1) { 64             ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, cycle->log, ngx_errno, 65                           "ioctl(FIOASYNC) failed while spawning \"%s\"", name); 66             ngx_close_channel(ngx_processes[s].channel, cycle->log); 67             return NGX_INVALID_PID; 68         } 69  70          71         // 设置channel[0]的属主，控制channel[0]的SIGIO信号只发给master进程，//ngx_pid为全局变量，指的是master主进程，因为master与worker进程通//信时通过将数据发送到进程的channel[0]上通知的，因此channel[0]的属主是//manster进程 72                 if (fcntl(ngx_processes[s].channel[0], F_SETOWN, ngx_pid) == -1) { 73             ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, cycle->log, ngx_errno, 74                          "fcntl(F_SETOWN) failed while spawning \"%s\"", name); 75             ngx_close_channel(ngx_processes[s].channel, cycle->log); 76             return NGX_INVALID_PID; 77         } 78  79             // 设置channel[0]的close-on-exec标识，失败则关闭channel 80         if (fcntl(ngx_processes[s].channel[0], F_SETFD, FD_CLOEXEC) == -1) { 81             ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, cycle->log, ngx_errno, 82                     "fcntl(FD_CLOEXEC) failed while spawning \"%s\"",name); 83             ngx_close_channel(ngx_processes[s].channel, cycle->log); 84             return NGX_INVALID_PID; 85         } 86  87 // 设置channel[1]的close-on-exec标识，失败则关闭channel 88         if (fcntl(ngx_processes[s].channel[1], F_SETFD, FD_CLOEXEC) == -1) { 89             ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, cycle->log, ngx_errno, 90                   "fcntl(FD_CLOEXEC) failed while spawning \"%s\"",name); 91             ngx_close_channel(ngx_processes[s].channel, cycle->log); 92             return NGX_INVALID_PID; 93         } 94  95             // 用于监听可读事件的socket，ngx_channel是全局变量 96         ngx_channel = ngx_processes[s].channel[1]; 97     } else { 98        //说明是分离的独立进程，则不需要socket进行通信，都设置成无效的 99         ngx_processes[s].channel[0] = -1;100         ngx_processes[s].channel[1] = -1;101     }102 103         //新建进程在进程表中的实际位置104     ngx_process_slot = s;105     pid = fork();106     switch (pid) {107     case -1:108         ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, cycle->log, ngx_errno,109                       "fork() failed while spawning \"%s\"", name);110         ngx_close_channel(ngx_processes[s].channel, cycle->log);111         return NGX_INVALID_PID;112 113     case 0:114             //子进程在这里运行115         ngx_pid = ngx_getpid();116         //调用子进程需要执行的函数，即ngx_worker_process_cycle117             proc(cycle, data);118         break;119     default:120         break;121     }122     ngx_log_error(NGX_LOG_NOTICE, cycle->log, 0, "start %s %P", name, pid);123     ngx_processes[s].pid = pid;//设置子进程的pid124     ngx_processes[s].exited = 0;//子进程没有退出125 126         // 如果替换进程ngx_processes[respawn]，不用设置其他进程表项字段了127     if (respawn >= 0) {128         return pid;129     }130 131         // 设置其他的进程表项字段132     ngx_processes[s].proc = proc;133     ngx_processes[s].data = data;134     ngx_processes[s].name = name;135     ngx_processes[s].exiting = 0;136 137         // 设置进程表项的一些状态字段138     switch (respawn) {139     case NGX_PROCESS_NORESPAWN:140         ngx_processes[s].respawn = 0;141         ngx_processes[s].just_spawn = 0;142         ngx_processes[s].detached = 0;143         break;144 145     case NGX_PROCESS_JUST_SPAWN: 146         ngx_processes[s].respawn = 0;147         ngx_processes[s].just_spawn = 1;148         ngx_processes[s].detached = 0;149         break;150 151     case NGX_PROCESS_RESPAWN: 152         ngx_processes[s].respawn = 1;153         ngx_processes[s].just_spawn = 0;154         ngx_processes[s].detached = 0;155         break;156 157     case NGX_PROCESS_JUST_RESPAWN:158         ngx_processes[s].respawn = 1;159         ngx_processes[s].just_spawn = 1;160         ngx_processes[s].detached = 0;161         break;162 163     case NGX_PROCESS_DETACHED://164         ngx_processes[s].respawn = 0;165         ngx_processes[s].just_spawn = 0;166         ngx_processes[s].detached = 1;167         break;168     }169     //检查是否需要更新ngx_last_process170     if (s == ngx_last_process) {171         ngx_last_process++;172     }173     return pid;174 }

5)下面分析worker工作进程执行的函数：static voidngx_worker_process_cycle(ngx_cycle_t *cycle, void *data)。

  1 static void ngx_worker_process_cycle(ngx_cycle_t *cycle, void *data)  2 {  3     ngx_uint_t         i;  4     ngx_connection_t  *c;//用于连接的  5     ngx_process = NGX_PROCESS_WORKER;  6   7         //初始化工作，这个工作很重要，后面会详细说明它  8     ngx_worker_process_init(cycle, 1);  9     //设置进程标题 10     ngx_setproctitle("worker process"); 11  12     //使用线程时，则会执行的代码，线程相关的代码不影响分析系统的进程结构，主//要是做一些创建线程之前的初始化和准备，然后创建线程，执行线程函数，处理//用户请求 13 #if (NGX_THREADS) 14     { 15     ngx_int_t         n; 16     ngx_err_t         err; 17     ngx_core_conf_t  *ccf; 18     ccf = (ngx_core_conf_t *) ngx_get_conf(cycle->conf_ctx, ngx_core_module); 19     if (ngx_threads_n)  20         if (ngx_init_threads(ngx_threads_n, ccf->thread_stack_size, cycle) 21             == NGX_ERROR) 22         { 23             /* fatal */ 24             exit(2); 25         } 26  27         err = ngx_thread_key_create(&ngx_core_tls_key); 28         if (err != 0) { 29             ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, cycle->log, err, 30                           ngx_thread_key_create_n " failed"); 31             /* fatal */ 32             exit(2); 33         } 34  35         for (n = 0; n < ngx_threads_n; n++) { 36             ngx_threads[n].cv = ngx_cond_init(cycle->log); 37             if (ngx_threads[n].cv == NULL) { 38                 /* fatal */ 39                 exit(2); 40             } 41             if (ngx_create_thread((ngx_tid_t *) &ngx_threads[n].tid, 42                                   ngx_worker_thread_cycle, 43                                   (void *) &ngx_threads[n], cycle->log) 44                 != 0) 45             { 46                 /* fatal */ 47                 exit(2); 48             } 49         } 50     } 51     } 52 #endif 53  54 //worker进程工作的主循环 55     for ( ;; ) {      56             // 如果退出状态已设置，关闭所有连接 57         if (ngx_exiting) { 58             c = cycle->connections; 59             for (i = 0; i < cycle->connection_n; i++) { 60                 /* THREAD: lock */ 61 //链接存在，而且连接是空闲的，就将它关闭 62                 if (c[i].fd != -1 && c[i].idle) {                     63 c[i].close = 1; 64                     c[i].read->handler(c[i].read); 65                 } 66             } 67  68             if (ngx_event_timer_rbtree.root == ngx_event_timer_rbtree.sentinel) 69             { 70                 ngx_log_error(NGX_LOG_NOTICE, cycle->log, 0, "exiting"); 71                 ngx_worker_process_exit(cycle); 72             } 73         } 74  75         ngx_log_debug0(NGX_LOG_DEBUG_EVENT, cycle->log, 0, "worker cycle"); 76          77             // 处理事件和计时 78         ngx_process_events_and_timers(cycle); 79  80             // 收到NGX_CMD_TERMINATE命令 81         if (ngx_terminate) { 82             ngx_log_error(NGX_LOG_NOTICE, cycle->log, 0, "exiting"); 83                 // 清理后进程退出，会调用所有模块的钩子exit_process 84             ngx_worker_process_exit(cycle); 85         } 86  87             // 收到NGX_CMD_QUIT命令 88         if (ngx_quit) { 89             ngx_quit = 0; 90             ngx_log_error(NGX_LOG_NOTICE, cycle->log, 0, 91                           "gracefully shutting down"); 92             ngx_setproctitle("worker process is shutting down"); 93             if (!ngx_exiting) { 94                 // 关闭监听socket，设置退出状态 95                 ngx_close_listening_sockets(cycle); 96                 ngx_exiting = 1; 97             } 98         } 99 100             // 收到NGX_CMD_REOPEN命令，重新打开log101         if (ngx_reopen) {102             ngx_reopen = 0;103             ngx_log_error(NGX_LOG_NOTICE, cycle->log, 0, "reopening logs");104             ngx_reopen_files(cycle, -1);105         }106     }107 }

6).接下来分析static void ngx_worker_process_init(ngx_cycle_t *cycle, ngx_uint_t priority)，主要做的是work进程创建之前的初始化操作。

 1 static void ngx_worker_process_init(ngx_cycle_t *cycle, ngx_uint_t priority) 2 { 3     1、设置ngx_process = NGX_PROCESS_WORKER,在master进程中这个变量被设置为NGX_PROCESS_MASTER； 4  5     2、全局性的设置，根据全局的配置信息设置执行环境、优先级、限制、setgid、setuid、信号初始化等； 6  7     3、调用所有模块的钩子init_process； 8  9     4、关闭不使用的socket，关闭当前worker的channel[0]句柄和其他worker的channel[1]句柄，当前worker会使用其他worker的channel[0]句柄发送消息，使用当前worker的channel[1]句柄监听可读事件：10 11     for (n = 0; n < ngx_last_process; n++) {12       //跳过无效进程13         if (ngx_processes[n].pid == -1) {14             continue;15         }    16       //跳过自己17         if (n == ngx_process_slot) {18             continue;19         }    20       //跳过独立的进程，因为独立的进程的channel句柄别设置为-1，21 //或者是关闭channel的进程22 23         if (ngx_processes[n].channel[1] == -1) {24             continue;25         }    26 //关闭其他进程的channel[1]句柄27         if (close(ngx_processes[n].channel[1]) == -1) {28             ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, cycle->log, ngx_errno,29                           "close() channel failed");30         }    31     }    32 //关闭自己进程的channel[0]句柄33     if (close(ngx_processes[ngx_process_slot].channel[0]) == -1) {34         ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, cycle->log, ngx_errno,35                       "close() channel failed");36     }    37 38     5、在当前worker的channel[1]句柄监听可读事件：39     if (ngx_add_channel_event(cycle, ngx_channel, NGX_READ_EVENT,40                               ngx_channel_handler)41         == NGX_ERROR)42     {43         exit(2);44     }45 }

可以看出，通过第4步的操作，worker进程就可以再channel[1]上监听事件了，而master进程正好是将命令发往worker进程对应的channel[0]上，因此便实现了socketpair通信。当前worker还可以使用其他进程的channel[0]句柄发送消息，使用很少，但主要是监听channel[1]句柄上的事件消息。

7) ngx_add_channel_event()把句柄ngx_channel(当前worker的channel[1])上建立的连接的可读事件加入事件监控队列，事件处理函数为ngx_channel_hanlder(ngx_event_t *ev)。当有可读事件的时候，ngx_channel_handler负责处理消息，下面分析其实现：

 1 static voidngx_channel_handler(ngx_event_t *ev) 2 { 3     ngx_int_t          n; 4     ngx_channel_t      ch; 5     ngx_connection_t  *c; 6  7     if (ev->timedout) { 8         ev->timedout = 0; 9         return;10     }11 12     c = ev->data;13 14     ngx_log_debug0(NGX_LOG_DEBUG_CORE, ev->log, 0, "channel handler");15 16     for ( ;; ) {17             //从channel[1]中读取消息18         n = ngx_read_channel(c->fd, &ch, sizeof(ngx_channel_t), ev->log);19         ngx_log_debug1(NGX_LOG_DEBUG_CORE, ev->log, 0, "channel: %i", n);20 21         if (n == NGX_ERROR) {22             if (ngx_event_flags & NGX_USE_EPOLL_EVENT) {23                 ngx_del_conn(c, 0);24             }25             ngx_close_connection(c);26             return;27         }28 29         if (ngx_event_flags & NGX_USE_EVENTPORT_EVENT) {30             if (ngx_add_event(ev, NGX_READ_EVENT, 0) == NGX_ERROR) {31                 return;32             }33         }34 35         if (n == NGX_AGAIN) {36             return;37         }38 39         ngx_log_debug1(NGX_LOG_DEBUG_CORE, ev->log, 0,40                        "channel command: %d", ch.command);41             //处理消息命令42         switch (ch.command) {43         case NGX_CMD_QUIT:44             ngx_quit = 1;45             break;46 47         case NGX_CMD_TERMINATE:48             ngx_terminate = 1;49             break;50 51         case NGX_CMD_REOPEN:52             ngx_reopen = 1;53             break;54 55         case NGX_CMD_OPEN_CHANNEL:56 57             ngx_log_debug3(NGX_LOG_DEBUG_CORE, ev->log, 0,58                            "get channel s:%i pid:%P fd:%d",59                            ch.slot, ch.pid, ch.fd);60 61             ngx_processes[ch.slot].pid = ch.pid;62             ngx_processes[ch.slot].channel[0] = ch.fd;63             break;64 65         case NGX_CMD_CLOSE_CHANNEL:66 67             ngx_log_debug4(NGX_LOG_DEBUG_CORE, ev->log, 0,68                            "close channel s:%i pid:%P our:%P fd:%d",69                            ch.slot, ch.pid, ngx_processes[ch.slot].pid,70                            ngx_processes[ch.slot].channel[0]);71 72             if (close(ngx_processes[ch.slot].channel[0]) == -1) {73                 ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, ev->log, ngx_errno,74                               "close() channel failed");75             }76             ngx_processes[ch.slot].channel[0] = -1;77             break;78         }79     }80 }

以上分析了nginx进程的通信机制以及工作逻辑模型，下面以图表的形式做个总结：

本文档也是以前研究分析的，难免会有不准确之处，希望大家一起研究探讨。