1、Nginx 的进程模型

• 多进程： 一个 Master 进程、多个 Worker 进程。
• Master 进程： 管理 Worker 进程。 对外接口： 接收外部的操作（信号）； 对内转发： 根据外部的操作的不同，通过信号管理 Worker； 监控： 监控 Worker 进程的运行状态，Worker 进程异常终止后，自动重启 Worker 进程。
• Worker 进程： 所有 Worker 进程都是平等的。 实际处理： 网络请求，由 Worker 进程处理。 Worker 进程数量： 在 nginx.conf 中配置，一般设置为核心数，充分利用 CPU 资源，同时，避免进程数量过多，避免进程竞争 CPU 资源，增加上下文切换的损耗。

• 请求是连接到 Nginx，Master 进程负责处理和转发？
• 如何选定哪个 Worker 进程处理请求？ 请求的处理结果，是否还要经过 Master 进程？

3、Nginx 高性能、高并发

• Nginx 采用多进程+异步非阻塞方式（IO 多路复用 Epoll）。
• 请求的完整过程： 建立连接→读取请求→解析请求→处理请求→响应请求。
• 请求的完整过程对应到底层就是： 读写 Socket 事件。

4、Nginx 的事件处理模型

• 接收请求： 逐行读取请求行和请求头，判断段有请求体后，读取请求体。
• 处理请求。
• 返回响应： 根据处理结果，生成相应的 HTTP 请求（响应行、响应头、响应体）。

5、模块化体系结构

6、常见问题剖析

• IO 多路复用，Epoll（freebsd 上是 kqueue）
• 高性能
• 高并发
• 占用系统资源少

• 阻塞+多进程/多线程
• 更稳定，Bug 少
• 模块更丰富

• Nginx 是多进程模型，Worker 进程用于处理请求。
• 单个进程的连接数（文件描述符 fd），有上限（nofile）： ulimit -n。
• Nginx 上配置单个 Worker 进程的最大连接数： worker_connections 上限为 nofile。
• Nginx 上配置 Worker 进程的数量： worker_processes。

• Nginx 的最大连接数： Worker 进程数量 x 单个 Worker 进程的最大连接数。
• 上面是 Nginx 作为通用服务器时，最大的连接数。
• Nginx 作为反向代理服务器时，能够服务的最大连接数： （Worker 进程数量 x 单个 Worker 进程的最大连接数）/ 2。
• Nginx 反向代理时，会建立 Client 的连接和后端 Web Server 的连接，占用 2 个连接。

• 每打开一个 Socket 占用一个 fd？
• 为什么，一个进程能够打开的 fd 数量有限制？

HTTP 请求：

• 请求行： method、uri、http version
• 请求头
• 请求体

HTTP 响应：

• 响应行： http version、status code
• 响应头
• 响应体

• IO 多路复用： 一个线程，跟踪多个 Socket 状态，哪个就绪，就读写哪个。
• 阻塞 IO+多线程： 每一个请求，新建一个服务线程。

• IO 多路复用： 单个连接的请求处理速度没有优势。
• 大并发量： 只使用一个线程，处理大量的并发请求，降低上下文环境切换损耗，也不需要考虑并发问题，相对可以处理更多的请求。
• 消耗更少的系统资源（不需要线程调度开销）。
• 适用于长连接的情况（多线程模式长连接容易造成线程过多，造成频繁调度）。
• 阻塞 IO +多线程： 实现简单，可以不依赖系统调用。
• 每个线程，都需要时间和空间。
• 线程数量增长时，线程调度开销指数增长。

6.5 select/poll 系统调用：

 
   
   
 

  
    
    
  // select 系统调用int select(int maxfdp,fd_set *readfds,fd_set *writefds,fd_set *errorfds,struct timeval *timeout); // poll 系统调用int poll(struct pollfd fds[], nfds_t nfds, int timeout)；
 
   
   
 

• 查询 fd_set 中，是否有就绪的 fd，可以设定一个超时时间，当有 fd (File descripter) 就绪或超时返回。
• fd_set 是一个位集合，大小是在编译内核时的常量，默认大小为 1024。
• 特点： 连接数限制，fd_set 可表示的 fd 数量太小了； 线性扫描： 判断 fd 是否就绪，需要遍历一边 fd_set； 数据复制： 用户空间和内核空间，复制连接就绪状态信息。

• 解决了连接数限制： poll 中将 select 中的 fd_set 替换成了一个 pollfd 数组，解决 fd 数量过小的问题。
• 数据复制： 用户空间和内核空间，复制连接就绪状态信息。

• 事件机制： 避免线性扫描，为每个 fd，注册一个监听事件，fd 变更为就绪时，将 fd 添加到就绪链表。
• fd 数量： 无限制（OS 级别的限制，单个进程能打开多少个 fd）。

• I/O 多路复用的机制。
• I/O 多路复用就通过一种机制，可以监视多个描述符，一旦某个描述符就绪（一般是读就绪或者写就绪），能够通知程序进行相应的读写操作； 监视多个文件描述符。
• 但 select，poll，epoll 本质上都是同步 I/O： 用户进程负责读写（从内核空间拷贝到用户空间），读写过程中，用户进程是阻塞的； 异步 IO，无需用户进程负责读写，异步 IO，会负责从内核空间拷贝到用户空间。

7、Nginx 的并发处理能力

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