12.19 浅析Nginx的工作模式及原理

[vieyahn2017]

浅析Nginx的工作模式及原理

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浅析Nginx的工作模式及原理 2018-01-302018-01-30 14:42:56阅读 1.5K0 （微信公众号：IT技术精选文摘, 微信号：ITHK01, 欢迎订阅）

同Apache http server的Perfork工作模型类似，Nginx也有master,worker进程的概念。

第一，很显然，启动Nginx，就必须在端口启动监听服务，也就是套接字（ip+port），通常Nginx作为WEB SERVER和反向代理服务器都会在80端口监听。在LINUX上，要开启<1024端口的监听服务，必须用特权身份运行，也就是说master进程应该以root身份启动。

第二，那么master进程主要的职责是什么？

读取并验证配置信息。

创建，绑定，关闭套接字。

启动，终止，维护worker进程的个数。

master负责管理worker进程，这一点好理解，需要注意的是master在处理配置信息这一块。

假设nginx已经启动，我们更改配置文件后reload，如果这个配置文件语法有误，nginx会怎么做？

如果这个配置文件OK，nginx又会怎么做？

如果配置文件有误,reload后，master会提示配置错误，并不会影响请求的处理。

如果配置文件OK，reload后，什么时候生效呢？

Nginx支持热部署

如果主配置文件发生改变，那么并不会立刻影响到WORKER进程，而是MASTER等到WORKER进程的连接请求处理完毕后KILL掉这个WORKER进程，然后重新生成一个WORKER进程，这样这个WORKER进程就将以新的配置启动了。也就是说，老的连接用老的配置，新的连接用新的配置。重新加载配置文件不会中断正在处理的请求。

第三，worker进程是干嘛的？我们应该有多少个Worker进程？每一个Worker进程中有多少个线程？

在Nginx中，连接请求由为数不多的几个仅包含一个线程的进程worker以高效的回环机制进行处理，而每个worker可以并行处理数千个的并发连接和请求。

Worker进程的个数，这个是可以配置的，但是一般而言，个数应该和CPU个数一致性，主要是为了CPU的进程切换。

那么Worker进程是做什么的?

接受，传入并处理来自客户端的连接；

提供反向代理等功能；

第四，worker进程如何处理请求的？

当一个请求来了，那么多个worker进程，谁去处理，还是几个一起处理？如何处理？

首先，要清楚的是，一个请求可以由一个worker进程处理并只能由这个worker进程完全处理。

Nginx在内部其实是维护了一个accept_mutex，其实就是一个锁，确保在某一时刻，一个请求只能被一个worker进程捕获。当一个worker进程在accept这个连接之后，就开始读取请求，解析请求，处理请求，产生数据后，再返回给客户端，最后才断开连接，这样一个完整的请求就是这样的了。

Nginx采用了异步非阻塞事件驱动的方式来处理请求的，只要我们设置好WORKER进程个数与CPU的亲缘性绑定，那么就能减少CPU在进程间切换所花费的时间以及切换带来的进程的保存/恢复现场，同时，由于Nginx中一个worker里面只有一个线程，也避免了线程的上下文切换。

第五，异步/非阻塞/事件驱动

我们知道，很多请求来了，他们大多需要读写数据，发生IO请求，此时程序就会发生中断，如果此时我们一直等待IO调用结束，才继续工作，那么这种就是阻塞的，那么很显然很多请求来了，都处于等待状态，CPU就将处于空闲状态，为了提供高并发的能力，Nginx采用的是非阻塞的方式。如果发生IO中断，那么你去做你的事情，但是过一段时间来看看IO调用是否结束，这就是非阻塞：你可以做更多的事情，但是你得时不时的检查中断状态，带来的开销也不小。

为了更高效，Nginx利用了LINUX的EPOLL模型（其他系统类似）：

EPOLL模型，提供一种事件驱动机制，它可以监控多个事件是否准备好了，如果准备好了，那么就放入EPOLL队列中。这种机制是异步的。通过这样，WORKER进程只需要循环处理EPOLL队列中的请求，我们只需要在请求间不断切换，而这种切换是不需要付出什么代价的，通过这种循环处理已经准备好的请求，从而Nginx可以高效的处理高并发的问题。

(完)

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【Nginx】nginx的工作模式和信号量控制

nginx是一个多进程/多线程高性能web服务器，在linux系统中，nginx启动后会以后台守护进程（daemon）的方式去运行，后台进程包含一个master进程和多个worker进程（这个数量可以在nginx.conf配置文件中worker_processes这个参数设置），可以充分利用多核架构。nginx工作模式是以多进程的方式来工作的，当然nginx也是支持多线程的方式的，只是我们主流的方式还是多进程的方式，也是nginx的默认方式。nginx在启动之后会有一个master进程和多个worker进程（默认是一个），多个worker子进程将监听同一个端口，并行处理请求。

master主进程主要用来管理worker进程，主要作用是：读取并验正配置信息，管理真正提供服务的worker进程，向各worker进程发送信号，监控worker进程的运行状态，当worker进程退出后(异常情况下)，会自动重新启动新的worker进程。master进程不会对用户请求提供服务，而用户的请求则是worker进程来响应的。

nginx是通过信号来控制，比如关闭，重启等去控制nginx进程。nginx信号是属于nginx进程间的通信的一种机制，比如master主进程控制多个worker子进程，也是通过信号控制的，如下图。

worker 进程数应该设置为等于 CPU 的核数，高流量并发场合也可以考虑将进程数提高至 CPU 核数 * 2。

[root@localhost oa_workflow_test]# ps aux | grep nginx root 2381 0.0 0.0 47688 1464 ? Ss 6月01 0:00 nginx: master process /usr/local/nginx/sbin/nginx www 2383 0.0 0.1 50216 2304 ? S 6月01 0:00 nginx: worker process nginx 2624 0.0 0.3 775948 6800 ? S 6月01 0:00 php-fpm: pool www nginx 2625 0.0 0.3 775948 6800 ? S 6月01 0:00 php-fpm: pool www root 69028 0.0 0.0 114704 976 pts/1 R+ 12:24 0:00 grep --color=auto nginx [root@localhost oa_workflow_test]# /usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload [root@localhost oa_workflow_test]# ps aux | grep nginx root 2381 0.0 0.1 48220 2728 ? Ss 6月01 0:04 nginx: master process /usr/local/nginx/sbin/nginx www 2383 0.0 0.1 50216 2304 ? R 6月01 0:02 nginx: worker process is shutting down nginx 2624 0.0 0.3 775948 6800 ? S 6月01 0:00 php-fpm: pool www nginx 2625 0.0 0.3 775948 6800 ? S 6月01 0:00 php-fpm: pool www www 69034 36.0 0.0 0 0 ? R 12:24 0:01 [nginx] www 69035 60.6 0.1 50548 2392 ? R 12:24 0:01 nginx: master process /usr/local/nginx/sbin/nginx www 69036 34.0 0.1 50548 2560 ? S 12:24 0:01 nginx: worker process www 69037 67.6 0.1 50548 2560 ? S 12:24 0:02 nginx: worker process www 69038 36.3 0.1 50548 2260 ? R 12:24 0:01 nginx: master process /usr/local/nginx/sbin/nginx root 69040 49.0 0.0 114708 980 pts/1 S+ 12:24 0:00 grep --color=auto nginx

Nginx支持以下几种信号选项：

TERM，INT： 快速关闭 　　　　
QUIT ：从容关闭（优雅的关闭进程,即等请求结束后再关闭）
HUP ：平滑重启，重新加载配置文件 （平滑重启，修改配置文件之后不用重启服务器。直接kill -PUT 进程号即可） USR1 ：重新读取日志文件，在切割日志时用途较大（停止写入老日志文件，打开新日志文件，之所以这样是因为老日志文件就算修改的文件名，由于inode的原因，nginx还会一直往老的日志文件写入数据） USR2 ：平滑升级可执行程序 ，nginx升级时候用 　　　　 WINCH ：从容关闭工作进程
　　

Nginx信号控制语法：

  kill -信号选项 nginx的主进程号

　 例如：从容关闭nginx服务

kill -QUIT nginx主进程号

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【Nginx系列】——Nginx基础篇（信号控制）

https://blog.csdn.net/jiadajing267/article/details/79221229 mandy@i 2018-01-31 20:15:42 1296 收藏 分类专栏： # 【Nginx系列】 【框架深入】 版权 前提 首先关于nginx总结是一个系列博客，博客内容的分布也会从浅入深。 在上篇博客中小编介绍了比较简便的nginx的安装教程，本篇文章nginx的一些基本应用。

Nginx简介 Nginx是一个高性能的HTTP和反向代理服务器，也是一个IMAP/POP3/SMTP的代理服务器。Nginx由俄罗斯的Rambler.ru站点开发，而且官方测试Nginx可以支撑五万并发。

Nginx官网：http://nginx.org

在上篇博客中讲解了如何启动Nginx，而本文主要讲解Nginx运行后如何控制它，以便它的停止或者重新启动。

Nginx信号量 Nginx主要是通过信号量来控制Nginx，主进程编号默认写入文件nginx.pid中，可以通修改配置文件nginx.conf修改修改文件的名称。

Nginx主进程支持的信号如下：

信号量使用方式

kill -信号量 cat/usr/local/nginx/logs/nginx.pid

具体讲解

TERM,INT :kill -TERM（INT） nginx主进程号或者kill -TERM（INT） cat/usr/local/nginx/logs/nginx.pid，nginx的进程马上被关闭，不能完整处理正在使用的nginx的用户的请求，等同于 /usr/local/nginx -s stop

QUIT:kill -QUIT nginx主进程号 优雅的关闭nginx进程，在处理完所有正在使用nginx用户请求后再关闭nginx进程，等同于/usr/local/nginx -s quit

HUP:kill -HUP nginx主进程号 nginx进程不关闭，但是重新加载配置文件。等同于/usr/local/nginx -s reload

USR1:kill -USR1 nginx主进程号 不用关闭nginx进程就可以重读日志，此命令可以用于nginx的日志定时备份，按月/日等时间间隔分割有用

USR2:kill -USR2 nginx主进程号 nginx的版本需要升级的时候，不需要停止nginx，就能对nginx升级

WINCH:kill -WINCH nginx主进程号 配合USR2对nginx升级，优雅的关闭nginx旧版本的进程。

【总结】 利用Nginx这些信号量在不必关闭进程的时候就可以控制nginx的日志分割以及nginx的升级之类的内容，随着对Nginx的逐步深入更加觉得Nginx区区五万行的代码就能做到这么厉害，着实佩服了！