Linux自学记录 LNMP

2022-07-13 12:56:54

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供稿：网友

传统上基于进程或线程模型架构的web服务通过每进程或每线程处理并发请求，这势必会在网络和I/O操作时产生阻塞，其另一个必然结果则是对内存或CPU的利用率低下。生成一个新的进程/线程需要事先备好其运行时环境，这包括为其分配堆内存和栈内存，以及为其创建新的执行上下文等。这些操作都需要占用CPU，而且过多的进程/线程还会带来线程抖动或频繁的上下文切换，系统性能也会由此进一步下降。

       在设计的最初阶段，nginx的主要着眼点就是其高性能以及对物理计算资源的高密度利用，因此其采用了不同的架构模型。受启发与多种操作系统设计中基于“事件”的高级处理机制，nginx采用了模块化、事件驱动、异步、单线程及非阻塞的架构，并大量采用了多路复用及事件通知机制。在nginx中，连接请求由为数不多的几个仅包含一个线程的进程worker以高效的回环机制进行处理，而每个worker可以并行处理数千个的并发连接请求。

       如果负载以cpu密集型应用为主，如ssl或压缩应用，则worker数应与cpu数相同；如果负载以IO密集型为主，如响应大量内容给客户端，则worker数应该为cpu个数的1.5或2倍。

       Nginx会按需同时运行多个进程：一个主进程（master）和几个工作进程（worker），配置了缓存时还会有缓存加载器进程（cache loader）和缓存管理器进程（cache manager）等。所有进程均是仅含有一个线程，并主要通过“共享内存”的机制实现进程间通信。主进程以root用户身份运行，erworker、cache loader和cache manager均应以非特权用户身份运行。

Nginx的配置有着几个不同的上下文：main、http、server、upstream和location（还有实现邮件服务反向代理的mail）。配置语法的格式和定义方式遵循所谓的c风格，因此支持嵌套，还有着逻辑清晰并易于创建、阅读和维护等优势。

Nginx的代码是由一个核心和一系列的模块组成，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：还用于启用网络协议，创建不要的运行时环境以及确保不同的模块之间平滑地进行交互。不过，大多跟协议相关的功能和某应用特有的功能都是由nginx的模块实现的。这些功能模块大致可以分为事件模块、阶段性处理器、输出国滤器、变量处理器、协议、upstream和负载均衡几个级别，这些共同组成了nginx的http功能。事件模块主要用于提供OS独立的（不同操作系统的时间机制有所不同）事件通知机制如kqueue或epoll等。协议模块则负责实现nginx通过http、tls/ssl、smtp、pop3以及imap与对应的客户端建立会话。

在nginx内部，进程间的通信是通过模块的pipeline或chain实现的：换句话说，每一个功能或操作都由一个模块来实现。例如，压缩、通过fastcgi或uwcgi协议与upstream服务器通信，以及与mencached建立会话等。

（编辑：错新网）

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