实战java高并发程序设计-java 7并发编程实战

可选的HTTP模块主要用于扩展标准的HTTP功能，使Nginx可以处理一些特殊的服务，例如：Flash多媒体传输、GeoIP请求解析、网络传输压缩、安全协议SSL支持等。

2.4. 邮件服务模块

邮件服务模块主要用于支持Nginx的邮件服务，包括对POP3协议、IMAP协议和SMTP协议的支持。

2.5. 第三方模块

第三方模块是对Nginx服务端应用进行扩展，完成开发者自定义功能，如：Json支持，Lua支持等。

3、Nginx请求处理

Nginx 是一个高性能的 Web 服务器，可以同时处理大量的并发请求。 它结合了多进程机制和异步机制。 异步机制采用异步非阻塞方式。 接下来介绍一下Nginx的多线程机制和异步非阻塞机制。

3.1. 多进程机制

每当服务器接收到客户端时，服务器主进程（master process）产生子进程（worker process）与客户端建立连接进行交互实战java高并发程序设计，直到连接断开，子进程结束。

使用进程的好处是每个进程相互独立，不需要加锁，减少了使用锁对性能的影响，降低了编程复杂度，降低了开发成本。

其次，使用独立进程可以避免进程之间相互影响。 如果一个进程异常退出，其他进程正常工作，master进程会迅速启动一个新的worker进程，保证服务不会中断，从而将风险降到最低。

缺点是操作系统需要进行内存复制等操作来生成子进程，在资源和时间上会产生一定的开销。 当有大量请求时，会导致系统性能下降。

3.2. 异步非阻塞机制

每个工作进程采用异步非阻塞方式，可以处理多个客户端请求。

当工作进程收到客户端的请求时，它会调用 IO 进行处理。 如果不能立即得到结果，则处理其他请求（即非阻塞），客户端在此期间不需要等待响应，可以处理其他请求。 事情（即异步）

当IO返回时，通知worker进程，通知进程暂时挂起当前正在处理的事务以响应客户端请求。

4. Nginx事件驱动模型

在Nginx的异步非阻塞机制中，worker进程调用IO后，会去处理其他的请求。 当 IO 调用返回时，将通知工作进程。

对于此类系统调用，主要采用Nginx服务器的事件驱动模型来实现，如下图所示：

如上图所示，Nginx的事件驱动模型由三个基本单元组成：事件收集器、事件发送器和事件处理器。

事件发送者将每个请求放入一个待处理事件列表中，并使用非阻塞 I/O 调用事件处理程序来处理请求。

其处理方式称为“多路IO复用方式”，常见的有以下三种：select模型、poll模型、epoll模型。

5. Nginx进程处理模型

Nginx服务器采用master/worker多进程模式，多线程启动和执行的过程如下：

主程序Master进程启动后，通过for循环接收并处理外部信号

主进程通过fork()函数生成worker子进程，每个子进程执行一个for循环，实现Nginx服务器对事件的接收和处理

一般建议worker进程数与CPU核数一致，这样就不会产生大量的子进程生成和管理任务，避免进程间争夺CPU资源和进程切换的开销。

而且，为了更好的利用多核特性，Nginx提供了CPU亲和性的绑定选项。 我们可以将某个进程绑定到某个核上，这样缓存就不会因为进程切换而失效。

对于每个请求，只有一个工作进程来处理它。 首先，每个工作进程都是从主进程派生出来的。 在master进程中，先设置好需要监听的socket（listenfd），然后fork多个worker进程。

当新连接到达时，所有工作进程的 listenfd 将变得可读。 为了保证只有一个进程处理连接，所有worker进程在注册listenfd读事件之前抢占accept_mutex

抢到互斥量的进程注册listenfd读事件，在读事件中调用accept接受连接。

当一个工作进程接受连接后，开始读取请求，解析请求，处理请求，生成数据，返回给客户端，最后断开连接，一个完整的请求是这样的。

我们可以看到一个请求是完全由worker进程处理的，而且只在一个worker进程中处理。

如下所示：

Nginx服务器运行过程中，主进程和worker进程需要进程交互。 交互依赖于 Socket 实现的管道。

5.1. 主进程与工作进程交互

这条管道不同于普通的管道。 是主进程到工作进程的单向管道，包括主进程发给工作进程的指令、工作进程ID等。 同时，主进程通过信号与外界通信； 每个子进程都有接收信号和处理相应事件的能力。

5.2. Worker进程与Worker进程交互

这种交互与主进程-工作进程的交互基本相同，只是会通过主进程间接进行，工作进程相互隔离。

因此，当工作进程W1需要向工作进程W2发送指令时，首先找到W2的进程ID，然后将正确的指令写入指向W2的通道实战java高并发程序设计，W2收到信号后采取相应的措施。

概括

通过本文，我们对Nginx服务器的整体架构有了一个整体的了解。 包括其模块化设计、多进程异步非阻塞请求处理、事件驱动模型等。

只有通过这些理论知识，才能更好的理解Nginx的设计思想。 对我们学习Nginx有很大的帮助。

我目前从事Java开发。 如果你正在学习Java技术，想学好Java，渴望成为一名Java开发工程师。 如果你在学习Java的过程中缺少基础入门视频教程，可以关注并私信我：01。 这里我有一套最新的 Java SE 密集视频教程，介绍 Java 的基础知识。 这套视频教程是我年初根据市场技术栈的需要录制的。 非常系统和完整。