1.NGINX脚本语言原理及源码分析(一)
2.Nginx源码分析 - HTTP模块篇 - TCP连接建立过程
3.nginx源码分析--master和worker进程模型
4.Nginx源码分析 - 主流程篇 - 全局变量cycle初始化
5.Nginx源码导读：[3]Ngnix头文件处理
6.Nginx源码分析 - 主流程篇 - Nginx的启动流程

NGINX脚本语言原理及源码分析(一)

       NGINX提供了灵活的脚本解析功能，通过配置文件中的变量和指令实现特定功能。变量和指令是编程的基础，如若使用脚本语言，能提升配置的可扩展性，避免频繁添加新代码。腾讯canvas源码

       深入理解NGINX脚本语言，首先从变量的基本特性开始。在NGINX中，除了特殊类型的binary_remote_addr外，所有变量默认为字符串类型。变量名由美元符号或花括号包围，只接受特定字符（a-z、A-Z、0-9、_）。变量插入示例中，如set $def “this is a test $abc”，变量值会根据其他变量计算后再拼接。

       NGINX变量分为内置和自定义两种，自定义变量由特定模块定义，如rewrite和geo模块。内置变量广泛覆盖系统、网络、四层、SSL/TLS和HTTP层信息，部分动态变量如arg_根据HTTP请求参数动态生成。

       变量的作用域非常重要，未定义的变量在启动时会引发错误。全局可见的变量允许跨location使用，但每个请求有自己的变量实例。变量的可变性通过标记控制，如内置变量通常不可变，但如$args和$limit_rate可变。vuebaidumap源码

       关于缓存，变量的get_handler方法决定其是否实时计算。动态变量如$arg_name不可缓存，而set指令定义的变量可缓存。结合使用时，如"name"和"arg_name"可能产生不同结果，因为前者缓存，后者每次都从参数解析。

       变量的隔离性基于请求，同一变量在不同请求间独立，如同C语言的局部和全局变量。NGINX内，变量值容器随请求而变化，与location无关。

       后续文章将详细解析变量的实现原理和在脚本中的运用。对于更全面的NGINX资源，可访问NGINX开源社区获取。

Nginx源码分析 - HTTP模块篇 - TCP连接建立过程

       Nginx源码分析 - HTTP模块篇 - TCP连接建立过程

       在上一章节中，我们已经了解了HTTP模块的初始化过程。本章节将深入剖析监听套接字的初始化函数以及Nginx连接的全程流程。

       首先， ngx_http_optimize_servers 是关键函数，它负责Nginx服务监听套接字的优化配置。这个函数在Nginx启动时，会初始化并优化服务器的侦听策略。

       紧接着， ngx_http_init_listening 和 ngx_http_add_listening 函数共同作用，创建和设置监听套接字（listening），为后续的网络连接做好准备。

       理解了Event模块的进程初始化后，结合 ngx_http_optimize_servers 的工作，我们可以构建出Nginx连接的完整流程图。这个流程涉及服务器的私活源码监听，客户端的请求，以及两者之间的TCP连接建立。

       让我们通过下面的流程概述来直观地理解：

       服务器通过 ngx_http_optimize_servers 函数设置监听套接字，等待客户端连接请求。

       当客户端发起连接时，Nginx通过 ngx_http_add_listening 创建新的TCP连接。

       通过Event模块的事件驱动，Nginx接收并处理客户端的HTTP请求，开始HTTP会话。

nginx源码分析--master和worker进程模型

       一、Nginx整体架构

       正常执行中的nginx会有多个进程，其中最基本的是master process（主进程）和worker process（工作进程），还可能包括cache相关进程。

       二、核心进程模型

       启动nginx的主进程将充当监控进程，主进程通过fork()产生的子进程则充当工作进程。

       Nginx也支持单进程模型，此时主进程即是工作进程，不包含监控进程。

       核心进程模型框图如下：

       master进程

       监控进程作为整个进程组与用户的交互接口，负责监护进程，不处理网络事件，不负责业务执行，仅通过管理worker进程实现重启服务、平滑升级、更换日志文件、配置文件实时生效等功能。

       master进程通过sigsuspend()函数调用大部分时间处于挂起状态，直到接收到信号。

       master进程通过检查7个标志位来决定ngx_master_process_cycle方法的运行：

       sig_atomic_t ngx_reap;

       sig_atomic_t ngx_terminate;

       sig_atomic_t ngx_quit;

       sig_atomic_t ngx_reconfigure;

       sig_atomic_t ngx_reopen;

       sig_atomic_t ngx_change_binary;

       sig_atomic_t ngx_noaccept;

       进程中接收到的信号对Nginx框架的意义：

       还有一个标志位：ngx_restart，仅在master工作流程中作为标志位使用，与信号无关。

       核心代码（ngx_process_cycle.c）：

       ngx_start_worker_processes函数：

       worker进程

       worker进程主要负责具体任务逻辑，火箭源码主要关注与客户端或后端真实服务器之间的数据可读/可写等I/O交互事件，因此工作进程的阻塞点在select()、epoll_wait()等I/O多路复用函数调用处，等待数据可读/写事件。也可能被新收到的进程信号中断。

       master进程如何通知worker进程进行某些工作？采用的是信号。

       当收到信号时，信号处理函数ngx_signal_handler()会执行。

       对于worker进程的工作方法ngx_worker_process_cycle，它主要关注4个全局标志位：

       sig_atomic_t ngx_terminate;//强制关闭进程

       sig_atomic_t ngx_quit;//优雅地关闭进程（有唯一一段代码会设置它，就是接受到QUIT信号。ngx_quit只有在首次设置为1时，才会将ngx_exiting置为1）

       ngx_uint_t ngx_exiting;//退出进程标志位

       sig_atomic_t ngx_reopen;//重新打开所有文件

       其中ngx_terminate、ngx_quit、ngx_reopen都将由ngx_signal_handler根据接收到的信号来设置。ngx_exiting标志位仅由ngx_worker_cycle方法在退出时作为标志位使用。

       核心代码（ngx_process_cycle.c）：

Nginx源码分析 - 主流程篇 - 全局变量cycle初始化

       Nginx的全局初始化过程围绕全局变量“cycle”展开，位于/src/core/cycle.c文件，其数据结构为“ngx_cycle_t”。了解Nginx源码前应掌握cycle全局变量初始化流程。

       cycle初始化分为以下步骤：

       创建内存池

       用于后续分配的所有内存。

       拷贝配置文件路径前缀

       如“/usr/local/nginx”，存储在cycle->conf_prefix中。

       复制Nginx路径前缀

       存储于cycle->prefix。

       复制配置文件信息

       包含文件路径，如“/nginx/conf/nginx.conf”。

       复制配置参数信息

       初始化路径信息

       初始化打开的文件句柄

       初始化shared_memory链表

       新旧链表比较，保留相同内存，释放不同。

       遍历并打开文件列表（如日志、配置文件）

       创建并初始化共享内存

       比较新旧共享内存，保留或创建。

       处理listening数组并开始监听

       处理socket监听。eosjs源码

       关闭或删除old_cycle资源

       关键点在于内存池的创建、配置文件解析、文件句柄与共享内存的初始化、socket监听与资源关闭，整个流程确保Nginx核心组件的初始化完成。

Nginx源码导读：[3]Ngnix头文件处理

       这节主要讲一下nginx ， 对头文件的包含 ，怎么处理多次包含的 ，其实也可以是小的C语言知识点

       在nginx中有很多头文件 ngx_core.h ngx_errno.h 等等， 并且他们很多相互包含了 ，大家可能会想那不是有重复定义了很多数据结构吗 ？

       回答是当然不是，还记得上一节中的头文件吗 ，在这我们也拿过来 ， ngx_config.h ： #ifndef _NGX_CONFIG_H_INCLUDED_ #define _NGX_CONFIG_H_INCLUDED_ #include "ngx_linux_config.h" typedef intptr_t    ngx_int_t; typedef uintptr_t    ngx_uint_t; typedef intptr_t    ngx_flag_t; #endif 发现了吗 ， nginx开头都有 #ifndef XXXXX ,nginx就是用这个条件宏来去重的 ，如果第一次就会#define_NGX_CONFIG_H_INCLUDED_ ,以后某个文件在include这个头文件 ，#ifndef _NGX_CONFIG_H_INCLUDED_ 这个判断就是false了，直接就都#endif了

       #ifndef这个语法是预处理执行的 ，类似于方面里面的if语句 ，但是预处理不同的是 ，处理完了 ，不满足条件的 ，编译后是不存的 ， 而if语句是会怎么的 ，是在运行时做的条件判断

Nginx源码分析 - 主流程篇 - Nginx的启动流程

       文章内容包含对Nginx源码的基础理解，以及对其主流程的深入分析。首先介绍了Nginx使用的各种基础数据结构，如pool、buf、array、list等，通过理解这些结构能更加深入地了解Nginx源码。

       接下来，文章着重分析了Nginx的启动流程，主要实现函数在./src/core/nginx.c文件中的main()函数。文章展示了main()函数启动过程，并详细解释了几个关键步骤。

       第一步，是通过ngx_get_options方法解析外部参数，比如命令行参数 ./nginx -s stop|start|restart。

       第二步，初始化全局变量，其中init_cycle在内存池上创建一个默认大小为的全局变量，这一过程在ngx_init_cycle函数中完成，详细的全局变量初始化步骤会在后续的文章中展开。

       第三步，通过ngx_save_argv和ngx_process_options保存头部的全局变量定义。

       接着，使用ngx_preinit_modules方法对所有模块进行初始化，并给它们打上标号，这一过程在ngx_module.c文件中进行。

       再一步，通过ngx_create_pidfile创建PID文件，文件管理在ngx_cycle.c文件中实现。

       此外，文章还提到了Nginx中涉及的其他重要模块，指出这些模块的详细解析会在后续的文章中呈现。

       总结，文章以实际代码为例，介绍了Nginx启动的全流程，并对关键步骤进行了解释，为读者深入了解Nginx源码奠定了基础。

Nginx源码阅读（五）：启动前的准备

       在 Nginx 启动前，一系列初始化流程和变量设定至关重要。这些准备工作确保 Nginx 正常运行，高效管理资源并优化性能。接下来，我们将分步骤详细介绍 Nginx 启动前的准备过程。

       1. ngx_os_init 获取系统级资源

       ngx_os_init 负责初始化操作系统级资源，将关键参数赋值给全局变量。这些参数包括页面大小、缓存行大小、最大套接字数等。

       系统级参数获取依赖于 sysconf 函数，它用于查询系统特定参数，如 CPU 核心数量、内存大小、进程打开的最大文件数等。

       _SC_NPROCESSORS_CONF

       返回 CPU 核心数量，包括不可用核心。

       _SC_NPROCESSORS_ONLN

       返回系统中可用的 CPU 核心数量。

       _SC_PAGESIZE

       表示系统页面大小（字节单位）。

       _SC_PHYS_PAGES

       表示系统物理内存页数。

       _SC_OPEN_MAX

       表示进程可以打开的最大文件数。

       _SC_GETPW_R_SIZE_MAX

       表示 getpwuid_r 函数使用的缓冲区大小限制。

       另一个关键函数 ngx_cpuinfo 用于获取 CPU 的 L2 缓存行大小。理解 CPU 缓存级别有助于优化 Nginx 性能。

       L1 缓存位于 CPU 核心内，是最快的缓存层。

       L2 缓存在 CPU 芯片上，但比 L1 缓存距离核心更远。

       L3 缓存位于 CPU 外部，速度仅次于内存，但大小较大。

       不同 CPU 的缓存大小差异显著，如图所示。L1 和 L2 缓存通常在 CPU 核之间不共享，而 L3 缓存为所有核心共享。

       此外，getrlimit 和 setrlimit 函数用于查询和更改进程资源限制。rlimit 结构体参数用于指定资源限制，如最大句柄数，即最大可创建的套接字数量。

       2. ngx_crc_table_init 初始化 CRC 表

       此函数初始化循环冗余校验（CRC）表，确保计算效率。通过将指向校验表格的指针ngx_crc_table_short 对齐至缓存行大小，提高性能。

       CRC 是一种用于检测数据传输或保存错误的校验方法。生成的数字附加至数据后，接收端进行验证以确保数据未变。具体原理可参考网络资料。

       3. ngx_add_inherited_sockets 继承套接字

       在平滑升级场景下，ngx_add_inherited_sockets 用于继承原有监听套接字。通过环境变量 NGINX 获取套接字信息，将其加入 init_cycle 的 listening 数组。完成继承后，设置全局变量 ngx_inherited 为 1。

       此函数仅在平滑升级过程中使用，通常情况下无需执行。因此，我们不对该函数进行过多讨论。

Nginx源码分析 - 主流程篇 - 多进程的惊群和进程负载均衡处理

       在探讨Nginx源码分析时，我们关注的是多进程模式下的惊群现象及负载均衡处理。针对惊群现象，Linux2.6版本之后已优化解决。

       惊群现象表示多个进程或线程争夺同一资源时，资源一可用，所有进程或线程都竞争，可能导致资源过度分配和数据混乱。Nginx采用多进程模式，每个进程监听socket accept事件。在Linux2.6版本前，多个进程同时监听同一客户端连接，引发惊群问题。

       Nginx通过核心函数 ngx_process_events_and_timers 实现惊群处理与负载均衡。负载均衡确保一个链接仅由Nginx的一个进程处理，包括accept和read/write事件。惊群处理方面，Nginx采用锁机制管理accept操作，避免同时多个进程尝试接受新连接。

       具体实现包括：

        ngx_process_events_and_timers：核心事件分发函数，处理事件、惊群管理及简单负载均衡。

        ngx_trylock_accept_mutex：获取accept锁，避免并发接受新连接。

        ngx_enable_accept_events & ngx_disable_accept_events：启用与禁用accept事件。

        ngx_event_process_posted：处理已挂起的accept、read事件。

        ngx_process_events：核心事件处理函数，主要关注epoll模型下的ngx_epoll_process_events方法。

       总结而言，Nginx通过精细管理并发操作与资源分配，有效避免惊群现象，并实现高效负载均衡，确保服务器稳定运行。通过源码分析，我们深入理解了Nginx在多进程环境下的优化策略，包括事件分发、锁机制及核心函数的作用，为提升服务器性能提供了有力支持。

Nginx源码分析 - HTTP模块篇 - HTTP Request解析过程

       深入解析Nginx HTTP模块的HTTP Request解析过程，从ngx_http_wait_request_handler函数开始，直至解析完成。解析流程如下：

       首先，Nginx通过ngx_http_wait_request_handler等待HTTP请求数据，设计亮点在于其能连续等待TCP管道中的数据，直至触发read事件，且在未读取数据时自动清理buf内存，有效防止内存暴涨。

       接下来，ngx_http_process_request_line与ngx_http_read_request_header共同解析请求行与头部信息。其中，ngx_http_read_request_header使用系统的recv函数循环接收数据，通过回调函数os/ngx_recv完成。

       随后，ngx_http_process_request_headers负责解析HTTP头部数据，如Host与Accept-Language等。

       ngx_http_process_request设定了read和write的回调函数ngx_http_request_handler，通过状态机判断事件类型，调用HTTP模块的filter链，包括header和body链两部分。filter链中，ngx_http_request_handler根据事件状态调用相应的回调函数。

       解析过程中，ngx_http_run_posted_requests用于处理子请求，将请求链内容合并到主请求上，尽管此过程可能会稍降性能，因为需要重新走一遍write的回调函数ngx_http_core_run_phases。

       最后，解析过程的核心在于ngx_http_handler函数，该函数主要用于设置write事件回调函数，即ngx_http_core_run_phases。

       至此，完整的HTTP Request解析流程在Nginx的HTTP模块中得以清晰展现。