nginx-学习笔记9
nginx还有很多其他的模块除了HTTP模块，还有一些核心模块和mail系列模块。核心模块主要是做一些基础功能，比如Nginx的启动初始化，event处理机制，错误日志的初始化，ssl的初始化，正则处理初始化。
mail模块可以对imap，pop3，smtp等协议进行反向代理，这些模块本身不对邮件内容进行处理。
core模块
Nginx的启动模块
启动模块从启动Nginx进程开始，做了一系列的初始化工作，源代码位于src/core/nginx.c，从main函数开始:
- 时间、正则、错误日志、ssl等初始化
- 读入命令行参数
- OS相关初始化
- 读入并解析配置
- 核心模块初始化
- 创建各种暂时文件和目录
- 创建共享内存
- 打开listen的端口
- 所有模块初始化
- 启动worker进程
event模块
event的类型和功能
Nginx是以event（事件）处理模型为基础的模块。它为了支持跨平台，抽象出了event模块。它支持的event处理类型有：AIO（异步IO），/dev/poll（Solaris 和Unix特有），epoll（Linux特有），eventport（Solaris 10特有），kqueue（BSD特有），poll，rtsig（实时信号），select等。
event模块的主要功能就是，监听accept后建立的连接，对读写事件进行添加删除。事件处理模型和Nginx的非阻塞IO模型结合在一起使用。当IO可读可写的时候，相应的读写事件就会被唤醒，此时就会去处理事件的回调函数。
特别对于Linux，Nginx大部分event采用epoll EPOLLET（边沿触发）的方法来触发事件，只有listen端口的读事件是EPOLLLT（水平触发）。对于边沿触发，如果出现了可读事件，必须及时处理，否则可能会出现读事件不再触发，连接饿死的情况。
epoll有EPOLLLT和EPOLLET两种触发模式，LT是默认的模式，ET是“高速”模式。LT模式下，只要这个fd还有数据可读，每次 epoll_wait都会返回它的事件，提醒用户程序去操作，而在ET（边缘触发）模式中，它只会提示一次，直到下次再有数据流入之前都不会再提示了，无 论fd中是否还有数据可读。所以在ET模式下，read一个fd的时候一定要把它的buffer读光，也就是说一直读到read的返回值小于请求值，或者 遇到EAGAIN错误。还有一个特点是，epoll使用“事件”的就绪通知方式，通过epoll_ctl注册fd，一旦该fd就绪，内核就会采用类似callback的回调机制来激活该fd，epoll_wait便可以收到通知。
如果采用EPOLLLT模式的话，系统中一旦有大量你不需要读写的就绪文件描述符，它们每次调用epoll_wait都会返回，这样会大大降低处理程序检索自己关心的就绪文件描述符的效率.。而采用EPOLLET这种边沿触发模式的话，当被监控的文件描述符上有可读写事件发生时，epoll_wait()会通知处理程序去读写。如果这次没有把数据全部读写完(如读写缓冲区太小)，那么下次调用epoll_wait()时，它不会通知你，也就是它只会通知你一次，直到该文件描述符上出现第二次可读写事件才会通知你！！！这种模式比水平触发效率高，系统不会充斥大量你不关心的就绪文件描述符。
typedef struct { /* 添加删除事件 */ ngx_int_t (*add)(ngx_event_t *ev, ngx_int_t event, ngx_uint_t flags); ngx_int_t (*del)(ngx_event_t *ev, ngx_int_t event, ngx_uint_t flags); ngx_int_t (*enable)(ngx_event_t *ev, ngx_int_t event, ngx_uint_t flags); ngx_int_t (*disable)(ngx_event_t *ev, ngx_int_t event, ngx_uint_t flags); /* 添加删除连接，会同时监听读写事件 */ ngx_int_t (*add_conn)(ngx_connection_t *c); ngx_int_t (*del_conn)(ngx_connection_t *c, ngx_uint_t flags); ngx_int_t (*process_changes)(ngx_cycle_t *cycle, ngx_uint_t nowait); /* 处理事件的函数 */ ngx_int_t (*process_events)(ngx_cycle_t *cycle, ngx_msec_t timer, ngx_uint_t flags); ngx_int_t (*init)(ngx_cycle_t *cycle, ngx_msec_t timer); void (*done)(ngx_cycle_t *cycle); } ngx_event_actions_t;
上述是event处理抽象出来的关键结构体，可以看到，每个event处理模型，都需要实现部分功能。最关键的是add和del功能，就是最基本的添加和删除事件的函数。
accept锁
Nginx是多进程程序，80端口是各进程所共享的，多进程同时listen 80端口，势必会产生竞争，也产生了所谓的“惊群”效应。当内核accept一个连接时，会唤醒所有等待中的进程，但实际上只有一个进程能获取连接，其他的进程都是被无效唤醒的。所以Nginx采用了自有的一套accept加锁机制，避免多个进程同时调用accept。Nginx多进程的锁在底层默认是通过CPU自旋锁来实现。如果操作系统不支持自旋锁，就采用文件锁。
Nginx事件处理的入口函数是ngx_process_events_and_timers()，下面是部分代码，可以看到其加锁的过程：
if (ngx_use_accept_mutex) { if (ngx_accept_disabled > 0) { ngx_accept_disabled--; } else { if (ngx_trylock_accept_mutex(cycle) == NGX_ERROR) { return; } if (ngx_accept_mutex_held) { flags |= NGX_POST_EVENTS; } else { if (timer == NGX_TIMER_INFINITE || timer > ngx_accept_mutex_delay) { timer = ngx_accept_mutex_delay; } } } }
在ngx_trylock_accept_mutex()函数里面，如果拿到了锁，Nginx会把listen的端口读事件加入event处理，该进程在有新连接进来时就可以进行accept了。注意accept操作是一个普通的读事件。下面的代码说明了这点：
(void) ngx_process_events(cycle, timer, flags); if (ngx_posted_accept_events) { ngx_event_process_posted(cycle, &ngx_posted_accept_events); } if (ngx_accept_mutex_held) { ngx_shmtx_unlock(&ngx_accept_mutex); }
ngx_process_events()函数是所有事件处理的入口，它会遍历所有的事件。抢到了accept锁的进程跟一般进程稍微不同的是，它被加上了NGX_POST_EVENTS标志，也就是说在ngx_process_events() 函数里面只接受而不处理事件，并加入post_events的队列里面。直到ngx_accept_mutex锁去掉以后才去处理具体的事件。为什么这样？因为ngx_accept_mutex是全局锁，这样做可以尽量减少该进程抢到锁以后，从accept开始到结束的时间，以便其他进程继续接收新的连接，提高吞吐量。
除了加锁，Nginx也对各进程的请求处理的均衡性作了优化，也就是说，如果在负载高的时候，进程抢到的锁过多，会导致这个进程被禁止接受请求一段时间。
比如，在ngx_event_accept函数中，有类似代码：
ngx_accept_disabled = ngx_cycle->connection_n / 8
- ngx_cycle->free_connection_n;
ngx_cycle->connection_n是进程可以分配的连接总数，ngx_cycle->free_connection_n是空闲的进程数。上述等式说明了，当前进程的空闲进程数小于1/8的话，就会被禁止accept一段时间。
定时器
Nginx在需要用到超时的时候，都会用到定时器机制。比如，建立连接以后的那些读写超时。Nginx使用红黑树来构造定期器，红黑树是一种有序的二叉平衡树，其查找插入和删除的复杂度都为O(logn)，所以是一种比较理想的二叉树。
定时器的机制就是，二叉树的值是其超时时间，每次查找二叉树的最小值，如果最小值已经过期，就删除该节点，然后继续查找，直到所有超时节点都被删除。
至此为止，nginx的入门基础知识结束
