共享内存
我们知道，如果我们模块需要一块共享的内存,需要调用ngx_share_memory_add来创建共享内存,而该函数不会马上创建一个共享内存,它是先登记一下共享内存的信息,例如名称，大小,然后在进程初始化时再进行共享内存的创建和初始化.
ngx_shared_memory_add这个函数是将共享内存的分配登记在哪里,在ngx_cycle_s这个结构体中有一个成员,即ngx_cycle_s->shared_memory,它是个list，用来保存所有登记的共享内存,这个list中保存的ngx_shm_zone_t类型的数据，
ngx_shm_zone_t的结构体:
struct ngx_shm_zone_s { // 这里可以指向自定义的一个数据结构，主要是为了在数据初始化的时候使用到，或通过共享内存直接拿到与共享内存相关的数据，它不一定指向共享内存中的地址 void *data; // 实际的共享内存 ngx_shm_t shm; // 共享内存的初始化函数 ngx_shm_zone_init_pt init; // 标记 void *tag; };
研究一下ngx_shared_memory_add这个函数的实现,该函数先检查要添加的共享内存是否存在,如果存在，直接返回.如果不存在,创建一个新的.
1. 两个相同名字的共享内存大小要一样。
2. 两个相同名字的共享内存tag要一样。
3. 如果当前共享内存已经存在，则不需要再次添加。会返回同一个共享内存
4. 如果此共享内存不存在，则添加一个新的ngx_shm_zone_t
添加完后，会返回ngx_shm_zone_t，然后再设置init函数与data数据。
ngx_shm_zone_t * ngx_shared_memory_add(ngx_conf_t *cf, ngx_str_t *name, size_t size, void *tag)//tag为某一模块 { ngx_uint_t i; ngx_shm_zone_t *shm_zone; ngx_list_part_t *part;
//先查找是否共享内存是否存在，存在 返回，不存在 创建 part = &cf->cycle->shared_memory.part; shm_zone = part->elts; for (i = 0; /* void */ ; i++) { if (i >= part->nelts) { if (part->next == NULL) { break; } part = part->next; shm_zone = part->elts; i = 0; } if (name->len != shm_zone[i].shm.name.len) { continue; } if (ngx_strncmp(name->data, shm_zone[i].shm.name.data, name->len) != 0) { continue; } if (tag != shm_zone[i].tag) { ngx_conf_log_error(NGX_LOG_EMERG, cf, 0, "the shared memory zone \"%V\" is " "already declared for a different use", &shm_zone[i].shm.name); return NULL; } if (size && size != shm_zone[i].shm.size) { ngx_conf_log_error(NGX_LOG_EMERG, cf, 0, "the size %uz of shared memory zone \"%V\" " "conflicts with already declared size %uz", size, &shm_zone[i].shm.name, shm_zone[i].shm.size); return NULL; } //如果共享内存已经存在，则直接返回共享内存 return &shm_zone[i]; } shm_zone = ngx_list_push(&cf->cycle->shared_memory); if (shm_zone == NULL) { return NULL; } shm_zone->data = NULL; shm_zone->shm.log = cf->cycle->log; shm_zone->shm.size = size; shm_zone->shm.name = *name; shm_zone->shm.exists = 0; shm_zone->init = NULL; shm_zone->tag = tag; //返回一个新的共享内存 return shm_zone; }
一般，在我们的模块中，我们会保存ngx_shared_memory_add所创建的ngx_shm_zone_t，然后设置我们自己的初始化函数，ngx_shm_zone_t->init，这样，在进程初始化的时候，会创建这个共享内存，然后会调用我们的init函数。这个init函数的原型是：
typedef ngx_int_t (*ngx_shm_zone_init_pt) (ngx_shm_zone_t *zone, void *data);
添加共享内存代码实例:
hm_zone = ngx_shared_memory_add(cf, &name, size, &ngx_http_limit_req_module); if (shm_zone == NULL) { return NGX_CONF_ERROR; } shm_zone->init = ngx_http_limit_req_init_zone; shm_zone->data = ctx;
在进行初始化时，就会创建共享内存了，我们来看看它是如何做的，初始化工作是在ngx_init_cycle这个函数里面做的，这里我们只看进行共享内存初始化的代码.
ngx_cycle_t * ngx_init_cycle(ngx_cycle_t *old_cycle) { ........ /* create shared memory */ part = &cycle->shared_memory.part; shm_zone = part->elts; for (i = 0; /* void */ ; i++) { if (i >= part->nelts) { if (part->next == NULL) { break; } part = part->next; shm_zone = part->elts; i = 0; } if (shm_zone[i].shm.size == 0) { ngx_log_error(NGX_LOG_EMERG, log, 0, "zero size shared memory zone "%V"", &shm_zone[i].shm.name); goto failed; } // 跳过未使用的共享内存 if (shm_zone[i].init == NULL) { /* unused shared zone */ continue; } shm_zone[i].shm.log = cycle->log; // 这里主要是考虑到在做reload等操作时，应该如何做 opart = &old_cycle->shared_memory.part; oshm_zone = opart->elts; for (n = 0; /* void */ ; n++) { if (n >= opart->nelts) { if (opart->next == NULL) { break; } opart = opart->next; oshm_zone = opart->elts; n = 0; } if (shm_zone[i].shm.name.len != oshm_zone[n].shm.name.len) { continue; } if (ngx_strncmp(shm_zone[i].shm.name.data, oshm_zone[n].shm.name.data, shm_zone[i].shm.name.len) != 0) { continue; } // 如果新的共享内存的大小与原有的共享内存大小相同，就不需要重新添加了 if (shm_zone[i].shm.size == oshm_zone[n].shm.size) { // 新的共享内存直接指向已经存在的共享内存的地址 shm_zone[i].shm.addr = oshm_zone[n].shm.addr; // 当然，还是需要重新初始化一下的，因为重新初始化的函数中，可能会有一些对本地内存的操作，比如在某个本地内存结构体中保存共享内存地址等，所以在我们的初始化函数中，要小心处理 if (shm_zone[i].init(&shm_zone[i], oshm_zone[n].data) != NGX_OK) { goto failed; } goto shm_zone_found; } // 如果不存在，则释放掉老的共享内存 // 注意，如果新配置的共享内存大小与老的共享内存大小不一样，那老的共享内存大小就被释放掉了，所以这点我们要特别注意 ngx_shm_free(&oshm_zone[n].shm); break; } // 创建共享内存 if (ngx_shm_alloc(&shm_zone[i].shm) != NGX_OK) { goto failed; } // 初始化共享内存池，这里主要是初始化为slab来管理内存池 if (ngx_init_zone_pool(cycle, &shm_zone[i]) != NGX_OK) { goto failed; } // 这里调用我们自己的初始化函数，注意第二个参数是NULL的 if (shm_zone[i].init(&shm_zone[i], NULL) != NGX_OK) { goto failed; } shm_zone_found: continue; } ........
我们看到，在对每一个共享内存，先调用ngx_shm_alloc创建共享内存,然后调用ngx_init_zone_pool对共享内存块进行初始化,然后调用我们自己添加的共享内存init函数。ngx_init_zone_pool函数是对共享内存进行slab的初始化,之后，我们就可以通过slab进行共享内存的管理.接下来，在我们的init函数里面，将共享内存强制转化成slab。以后我们对共享内存的分配和释放 ，就可以通过slab实现.
ngx_init_zone_pool函数实现:
static ngx_int_t ngx_init_zone_pool(ngx_cycle_t *cycle, ngx_shm_zone_t *zn) { u_char *file; ngx_slab_pool_t *sp; // 使用slab来进行共享内存的管理 sp = (ngx_slab_pool_t *) zn->shm.addr; if (zn->shm.exists) { if (sp == sp->addr) { return NGX_OK; } ngx_log_error(NGX_LOG_EMERG, cycle->log, 0, "shared zone "%V" has no equal addresses: %p vs %p", &zn->shm.name, sp->addr, sp); return NGX_ERROR; } // 初始化slab分配器 sp->end = zn->shm.addr + zn->shm.size; sp->min_shift = 3; sp->addr = zn->shm.addr; #if (NGX_HAVE_ATOMIC_OPS) file = NULL; #else file = ngx_pnalloc(cycle->pool, cycle->lock_file.len + zn->shm.name.len); if (file == NULL) { return NGX_ERROR; } (void) ngx_sprintf(file, "%V%V%Z", &cycle->lock_file, &zn->shm.name); #endif // 创建此共享内存的锁 if (ngx_shmtx_create(&sp->mutex, (void *) &sp->lock, file) != NGX_OK) { return NGX_ERROR; } // 初始化slab ngx_slab_init(sp); return NGX_OK; }
在nginx_init_zone_pool之后，我们在共享内存里面分配的工作,就需要slab.
另外，共享内存实际的分配函数是ngx_shm_alloc(),nginx里面包含了共享内存的多种实现方式,lunix中默认使用mmap实现.
ngx_int_t ngx_shm_alloc(ngx_shm_t *shm) { shm->addr = (u_char *) mmap(NULL, shm->size, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_ANON|MAP_SHARED, -1, 0); if (shm->addr == MAP_FAILED) { ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, shm->log, ngx_errno, "mmap(MAP_ANON|MAP_SHARED, %uz) failed", shm->size); return NGX_ERROR; } return NGX_OK; }
