Linux自學記錄 LNMP

2024-09-12 20:30:11

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供稿：網友

傳統上基于進程或線程模型架構的web服務通過每進程或每線程處理并發請求，這勢必會在網絡和I/O操作時產生阻塞，其另一個必然結果則是對內存或CPU的利用率低下。生成一個新的進程/線程需要事先備好其運行時環境，這包括為其分配堆內存和棧內存，以及為其創建新的執行上下文等。這些操作都需要占用CPU，而且過多的進程/線程還會帶來線程抖動或頻繁的上下文切換，系統性能也會由此進一步下降。

       在設計的最初階段，nginx的主要著眼點就是其高性能以及對物理計算資源的高密度利用，因此其采用了不同的架構模型。受啟發與多種操作系統設計中基于“事件”的高級處理機制，nginx采用了模塊化、事件驅動、異步、單線程及非阻塞的架構，并大量采用了多路復用及事件通知機制。在nginx中，連接請求由為數不多的幾個僅包含一個線程的進程worker以高效的回環機制進行處理，而每個worker可以并行處理數千個的并發連接請求。

       如果負載以cpu密集型應用為主，如ssl或壓縮應用，則worker數應與cpu數相同；如果負載以IO密集型為主，如響應大量內容給客戶端，則worker數應該為cpu個數的1.5或2倍。

       Nginx會按需同時運行多個進程：一個主進程（master）和幾個工作進程（worker），配置了緩存時還會有緩存加載器進程（cache loader）和緩存管理器進程（cache manager）等。所有進程均是僅含有一個線程，并主要通過“共享內存”的機制實現進程間通信。主進程以root用戶身份運行，erworker、cache loader和cache manager均應以非特權用戶身份運行。

Nginx的配置有著幾個不同的上下文：main、http、server、upstream和location（還有實現郵件服務反向代理的mail）。配置語法的格式和定義方式遵循所謂的c風格，因此支持嵌套，還有著邏輯清晰并易于創建、閱讀和維護等優勢。

Nginx的代碼是由一個核心和一系列的模塊組成，核心主要用于提供web server的基本功能，以及web和mail反向代理的功能：還用于啟用網絡協議，創建不要的運行時環境以及確保不同的模塊之間平滑地進行交互。不過，大多跟協議相關的功能和某應用特有的功能都是由nginx的模塊實現的。這些功能模塊大致可以分為事件模塊、階段性處理器、輸出國濾器、變量處理器、協議、upstream和負載均衡幾個級別，這些共同組成了nginx的http功能。事件模塊主要用于提供OS獨立的（不同操作系統的時間機制有所不同）事件通知機制如kqueue或epoll等。協議模塊則負責實現nginx通過http、tls/ssl、smtp、pop3以及imap與對應的客戶端建立會話。

在nginx內部，進程間的通信是通過模塊的pipeline或chain實現的：換句話說，每一個功能或操作都由一個模塊來實現。例如，壓縮、通過fastcgi或uwcgi協議與upstream服務器通信，以及與mencached建立會話等。

（編輯：武林網）

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