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Nginx架构基础

2023-05-16

1.写在前面

前面的内容我们介绍Nginx的一些的基础内容，今天我们继续深入Nginx的介绍，主要介绍下Nginx的架构的基础。

2.Nginx的请求处理流程

在这里插入图片描述

Web、Email以及TCP流量通过Nginx的传输层状态机，经过HTTP状态机，然后再经过Mail状态机，然后将对应的流量发到对应的代理中，在这个过程中静态资源会缓存到磁盘中去，同时Access访问日志Error错误日志。中间经过的主要是非阻塞的事件驱动处理引擎，同时使用线程池处理磁盘阻塞调用。

3.Nginx进程结构

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主要是通过Master进程管理worker进程，所有的worker进程以及Cache Manager进程，Cache loader进程都是通过master进程创建出来的。

4.Nginx进程管理：信号

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reload流程

  1. 向master进程发送HUP信号(reload命令)

  2. master进程校验配置语法是否正确。

  3. master进程打开新的监听端口。

  4. master进程用新配置启动新的worker子进程。

  5. master进程向老worker子进程发送QUIT信号。

  6. 老worker进程关闭监听句柄，处理完当前连接后结束进程。

    在这里插入图片描述

5.热升级的流程

热升级流程

  1. 将旧Nginx文件换成新的Nginx文件(注意备份)

  2. 向master进程发送USR2信号

  3. master进程修改pid文件名，加后缀.oldbin

  4. master进程用新Nginx文件启动新的master进程

  5. 向老master进程发送QUIT信号，关闭老master

  6. 回滚：向老master发送HUP，向新master发送QUIT

    在这里插入图片描述

6.worker进程：优雅的关闭

优雅的关闭

  1. 设置定时器：worker_shutdown_timeout
  2. 关闭监听句柄
  3. 关闭空闲连接
  4. 在循环中等待全部连接关闭
  5. 退出进程

7.网络收发与Nginx事件间的对应关系

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一个数据报文从主机A经过多个路由器最终到达目的地主机B

数据流经过应用层、传输层、网络层、链路层，包装好的报文，然后经过以太网，广域网，最后到达目标主机，在目标主机中也是先经过链路层、网络层、传输层、应用层，经过层层的解开报文，最后到达对应的应用处理程序。

TCP流与报文

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物理层到数据链路层，包装了一层目的和源的MAC地址

数据链路层到网络层，包装了一层目的和源的IP地址

网络层到传输层，包装了一层目的和源的端口

最后的应用层，就是包含了目的和源的端口，IP地址，还有就是MAC地址。

TCP协议与非阻塞接口

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虽然事件类型很多，但是最终都可以分成两种，一种是读事件，一种是写事件，其中读事件包括Accept建立连接，Read读消息。写事件包括Write写消息。

8.Nginx事件循环

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9.epoll的优劣及原理

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epoll

  • 前提：

    • 高并发连接中，每次处理的活跃连接数量占比很小

  • 实现

    • 红黑树
    • 链表

  • 使用

    • 创建
    • 操作：添加/删除/修改
    • 获取句柄
    • 关闭

  • 在这里插入图片描述

10.Nginx的请求切换

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11.同步&异步、阻塞&非阻塞之间的区别

阻塞调用

以Accept为例

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非阻塞调用

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非阻塞调用下的同步和异步

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12.Nginx模块

特征

  • 内聚
  • 抽象
    • 配置
    • 启停回调方法
    • 子模块抽象
  • 在这里插入图片描述

模块的分类

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13.Nginx如何通过连接池处理网络请求

构成

  • 对下游客户端的连接
  • 对上游服务器的连接

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核心数据结构

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14.内存池对性能的影响

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15.Nginx进程之间的通讯方式

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共享内存：跨worker进程通讯

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16.Slab内存管理

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ngx_slab_stat:统计Slab使用状态

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17.Nginx中最常用的容器

Nginx哈希表

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时间复杂度

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红黑树的使用模块

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18.使用动态模块来提升运维效率

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19.写在最后

本篇博客主要的介绍了下Nginx的架构基础，后面会继续介绍Nginx剩下的内容。

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Nginx

架构基础

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