Nginx事件管理之ngx_event_core_module模块
1. 概述
ngx_event_core_module 模块是一个事件类型的模块，它在全部事件模块中的顺序是第一位。它主要完成如下两点任务：nginx
- 建立链接池（包括读/写事件）；
- 决定究竟使用哪些事件驱动机制，并初始化将要使用的事件模块
2. 配置项
static ngx_command_t ngx_event_core_commands[] = {
/* 链接池的大小，也就是每一个 worker 进程中支持的 TCP 最大链接数 */
{ ngx_string("worker_connections"),
NGX_EVENT_CONF|NGX_CONF_TAKE1,
ngx_event_connections,
0,
0,
NULL },
/* 肯定选择哪个事件模块做为事件驱动机制 */
{ ngx_string("use"),
NGX_EVENT_CONF|NGX_CONF_TAKE1,
ngx_event_use,
0,
0,
NULL },
/* 对应事件定义 ngx_event_s 结构体的成员 available 字段。对于 epoll 事件驱动模式来讲，
* 意味着在接收到一个新链接事件时，调用 accept 以尽量多地接收链接 */
{ ngx_string("multi_accept"),
NGX_EVENT_CONF|NGX_CONF_FLAG,
ngx_conf_set_flag_slot,
0,
offsetof(ngx_event_conf_t, multi_accept),
NULL },
/* 肯定是否使用 accept_mutex 负载均衡锁，默认为开启 */
{ ngx_string("accept_mutex"),
NGX_EVENT_CONF|NGX_CONF_FLAG,
ngx_conf_set_flag_slot,
0,
offsetof(ngx_event_conf_t, accept_mutex),
NULL },
/* 启用 accept_mutex 负载均衡锁后，延迟 accept_mutex_delay 毫秒后再试图处理新链接事件 */
{ ngx_string("accept_mutex_delay"),
NGX_EVENT_CONF|NGX_CONF_TAKE1,
ngx_conf_set_msec_slot,
0,
offsetof(ngx_event_conf_t, accept_mutex_delay),
NULL },
/* 须要对来自指定 IP 的 TCP 链接打印 debug 级别的调试日志 */
{ ngx_string("debug_connection"),
NGX_EVENT_CONF|NGX_CONF_TAKE1,
ngx_event_debug_connection,
0,
0,
NULL },
ngx_null_command
};
2.1 ngx_event_conf_t 结构体
typedef struct {
/* 链接池的大小 */
ngx_uint_t connections;
/* 选用的事件模块在全部事件模块中的序号，即 ctx_index 成员 */
ngx_uint_t use;
/* 标志位，为 1 时表示在接收到一个新链接事件时，一次性创建尽量多的链接 */
ngx_flag_t multi_accept;
/* 标志位，为 1 时表示启用负载均衡锁 */
ngx_flag_t accept_mutex;
/* 负载均衡锁会使有些 worker 进程在拿不到锁时延迟创建新链接，accept_mutex_delay
* 就是这段延迟时间的长度 */
ngx_msec_t accept_mutex_delay;
/* 所选用事件模块的名字，它与 use 成员是匹配的 */
u_char *name;
#if (NGX_DEBUG)
/* 在 --with-debug 编译模式下，能够仅针对某些客户端创建的链接输出调试级别的日志，
* 而 debug-connection 数组用于保存这些客户端的地址信息 */
ngx_array_t debug_connection;
#endif
} ngx_event_conf_t;
3. 事件模块公共接口：ngx_event_module_t
static ngx_event_module_t ngx_event_core_module_ctx = {
&event_core_name,
ngx_event_core_create_conf, /* create configuration */
ngx_event_core_init_conf, /* init configuration */
{ NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL }
};
从这能够看出，ngx_event_core_module 模块仅实现了 create_conf 方法和 init_conf 方法，这是由于它并不真正负责
TCP 网络事件的驱动，因此不会实现 ngx_event_actions_t 中的方法。数组
ngx_event_core_create_conf 方法仅是为 ngx_event_conf_t 结构体分配内存空间，并初始化其成员值。网络
ngx_event_core_init_conf 方法则会根据系统平台选择一个合适的事件处理模块，此外，还对一些重要的可是没有在
nginx.conf 中配置的值 进行初始化。负载均衡
static char *ngx_event_core_init_conf(ngx_cycle_t *cycle, void *conf)
{
TRACE_DEBUG(NGX_LOG_INFO, "ngx_event_core_module: init conf");
ngx_event_conf_t *ecf = conf;
#if (NGX_HAVE_EPOLL) && !(NGX_TEST_BUILD_EPOLL)
int fd;
#endif
ngx_int_t i;
ngx_module_t *module;
ngx_event_module_t *event_module;
module = NULL;
/* Nginx根据当前系统平台选择一个合适的事件处理模块 */
#if (NGX_HAVE_EPOLL) && !(NGX_TEST_BUILD_EPOLL)
fd = epoll_create(100);
if (fd != -1)
{
(void)close(fd);
module = &ngx_epoll_module;
}
else if (ngx_errno != NGX_ENOSYS)
{
module = &ngx_epoll_module;
}
#endif
#if (NGX_HAVE_DEVPOLL) && !(NGX_TEST_BUILD_DEVPOLL)
module = &ngx_devpoll_module;
#endif
#if (NGX_HAVE_KQUEUE)
module = &ngx_kqueue_module;
#endif
#if (NGX_HAVE_SELECT)
if (module == NULL)
{
module = &ngx_select_module;
}
#endif
if (module == NULL)
{
for (i = 0; cycle->modules[i]; i++)
{
if (cycle->modules[i]->type != NGX_EVENT_MODULE)
{
continue;
}
event_module = cycle->modules[i]->ctx;
if (ngx_strcmp(event_module->name->data, event_core_name.data) == 0)
{
continue;
}
module = cycle->modules[i];
break;
}
}
if (module == NULL)
{
ngx_log_error(NGX_LOG_EMERG, cycle->log, 0, "no events module found");
return NGX_CONF_ERROR;
}
ngx_conf_init_uint_value(ecf->connections, DEFAULT_CONNEXTIONS);
cycle->connection_n = ecf->connections;
/* 把该事件处理模块序号记录在配置变量ecf->use中 */
ngx_conf_init_uint_value(ecf->use, module->ctx_index);
event_module = module->ctx;
ngx_conf_init_ptr_value(ecf->name, event_module->name->data);
ngx_conf_init_value(ecf->multi_accept, 0);
ngx_conf_init_value(ecf->accept_mutex, 0);
ngx_conf_init_msec_value(ecf->accept_mutex_delay, 500);
return NGX_CONF_OK;
}
4. ngx_event_core_module 模块的定义
/* 该模块会决定使用哪一种事件驱动机制，以及如何管理事件 */
ngx_module_t ngx_event_core_module = {
NGX_MODULE_V1,
&ngx_event_core_module_ctx, /* module context */
ngx_event_core_commands, /* module directives */
NGX_EVENT_MODULE, /* module type */
NULL, /* init master */
/* 没有 fork 出 worker 子进程时，会调用该函数 */
ngx_event_module_init, /* init module */
/* fork出子进程后，每个worker进程会在用 ngx_event_core_module 模块的
* ngx_event_process_init 方法后才会进入正式的工做循环 */
ngx_event_process_init, /* init process */
NULL, /* init thread */
NULL, /* exit thread */
NULL, /* exit process */
NULL, /* exit master */
NGX_MODULE_V1_PADDING
};
4.1 ngx_event_module_init()
static ngx_int_t ngx_event_module_init(ngx_cycle_t *cycle)
{
void ***cf;
u_char *shared;
size_t size, cl;
ngx_shm_t shm;
ngx_time_t *tp;
ngx_core_conf_t *ccf;
ngx_event_conf_t *ecf;
/* 获取 ngx_events_module 模块持有的关于事件模块的总配置项结构体指针数组 */
cf = ngx_get_conf(cycle->conf_ctx, ngx_events_module);
/* 在总配置项结构体指针数组中获取 ngx_event_core_module 模块的配置项结构体 */
ecf = (*cf)[ngx_event_core_module.ctx_index];
if (!ngx_test_config && ngx_process <= NGX_PROCESS_MASTER) {
ngx_log_error(NGX_LOG_NOTICE, cycle->log, 0,
"using the \"%s\" event method", ecf->name);
}
ccf = (ngx_core_conf_t *) ngx_get_conf(cycle->conf_ctx, ngx_core_module);
ngx_timer_resolution = ccf->timer_resolution;
#if !(NGX_WIN32)
{
ngx_int_t limit;
struct rlimit rlmt;
if (getrlimit(RLIMIT_NOFILE, &rlmt) == -1) {
ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, cycle->log, ngx_errno,
"getrlimit(RLIMIT_NOFILE) failed, ignored");
} else {
if (ecf->connections > (ngx_uint_t) rlmt.rlim_cur
&& (ccf->rlimit_nofile == NGX_CONF_UNSET
|| ecf->connections > (ngx_uint_t) ccf->rlimit_nofile))
{
limit = (ccf->rlimit_nofile == NGX_CONF_UNSET) ?
(ngx_int_t) rlmt.rlim_cur : ccf->rlimit_nofile;
ngx_log_error(NGX_LOG_WARN, cycle->log, 0,
"%ui worker_connections exceed "
"open file resource limit: %i",
ecf->connections, limit);
}
}
}
#endif /* !(NGX_WIN32) */
if (ccf->master == 0) {
return NGX_OK;
}
if (ngx_accept_mutex_ptr) {
return NGX_OK;
}
/* cl should be equal to or greater than cache line size */
cl = 128;
size = cl /* ngx_accept_mutex */
+ cl /* ngx_connection_counter */
+ cl; /* ngx_temp_number */
#if (NGX_STAT_STUB)
size += cl /* ngx_stat_accepted */
+ cl /* ngx_stat_handled */
+ cl /* ngx_stat_requests */
+ cl /* ngx_stat_active */
+ cl /* ngx_stat_reading */
+ cl /* ngx_stat_writing */
+ cl; /* ngx_stat_waiting */
#endif
shm.size = size;
ngx_str_set(&shm.name, "nginx_shared_zone");
shm.log = cycle->log;
if (ngx_shm_alloc(&shm) != NGX_OK) {
return NGX_ERROR;
}
shared = shm.addr;
ngx_accept_mutex_ptr = (ngx_atomic_t *) shared;
ngx_accept_mutex.spin = (ngx_uint_t) -1;
if (ngx_shmtx_create(&ngx_accept_mutex, (ngx_shmtx_sh_t *) shared,
cycle->lock_file.data)
!= NGX_OK)
{
return NGX_ERROR;
}
ngx_connection_counter = (ngx_atomic_t *) (shared + 1 * cl);
(void) ngx_atomic_cmp_set(ngx_connection_counter, 0, 1);
ngx_log_debug2(NGX_LOG_DEBUG_EVENT, cycle->log, 0,
"counter: %p, %uA",
ngx_connection_counter, *ngx_connection_counter);
ngx_temp_number = (ngx_atomic_t *) (shared + 2 * cl);
tp = ngx_timeofday();
ngx_random_number = (tp->msec << 16) + ngx_pid;
#if (NGX_STAT_STUB)
ngx_stat_accepted = (ngx_atomic_t *) (shared + 3 * cl);
ngx_stat_handled = (ngx_atomic_t *) (shared + 4 * cl);
ngx_stat_requests = (ngx_atomic_t *) (shared + 5 * cl);
ngx_stat_active = (ngx_atomic_t *) (shared + 6 * cl);
ngx_stat_reading = (ngx_atomic_t *) (shared + 7 * cl);
ngx_stat_writing = (ngx_atomic_t *) (shared + 8 * cl);
ngx_stat_waiting = (ngx_atomic_t *) (shared + 9 * cl);
#endif
return NGX_OK;
}
该方法主要初始化了一些变量，尤为是 ngx_http_stub_status_module 统计模块使用的一些原子性的统计变量。dom
4.2 ngx_event_process_init()
static ngx_int_t ngx_event_process_init(ngx_cycle_t *cycle)
{
ngx_uint_t m, i;
ngx_event_t *rev, *wev;
ngx_listening_t *ls;
ngx_connection_t *c, *next, *old;
ngx_core_conf_t *ccf;
ngx_event_conf_t *ecf;
ngx_event_module_t *module;
ccf = (ngx_core_conf_t *) ngx_get_conf(cycle->conf_ctx, ngx_core_module);
ecf = ngx_event_get_conf(cycle->conf_ctx, ngx_event_core_module);
/* 当打开 accept_mutex 负载均衡锁，同时使用了 master 模式且 worker 进行数量大于 1 时，
* 才正式肯定了进程将使用 accept_mutex 负载均衡锁。所以，即便咱们在配置文件中指定打开
* accept_mutex 锁，若是没有使用 master 模式或者 worker 进程数量等于 1，进程在运行时
* 仍是不会使用负载均衡锁（既然不存在多个进程去抢一个监听端口上的链接的状况，天然就不
* 须要均衡多个 worker 进程的负载）*/
if (ccf->master && ccf->worker_processes > 1 && ecf->accept_mutex) {
/* 这里才置位了才明确表示使用负载均衡锁 */
ngx_use_accept_mutex = 1;
ngx_accept_mutex_held = 0;
ngx_accept_mutex_delay = ecf->accept_mutex_delay;
} else {
/* 关闭负载均衡锁 */
ngx_use_accept_mutex = 0;
}
#if (NGX_WIN32)
/*
* disable accept mutex on win32 as it may cause deadlock if
* grabbed by a process which can't accept connections
*/
ngx_use_accept_mutex = 0;
#endif
/* 初始化红黑树实现的定时器 */
ngx_queue_init(&ngx_posted_accept_events);
ngx_queue_init(&ngx_posted_events);
if (ngx_event_timer_init(cycle->log) == NGX_ERROR) {
return NGX_ERROR;
}
/* 在调用 use 配置项指定的事件模块中，在 ngx_event_module_t 接口下，ngx_event_actions_t
* 中的 init 方法进行这个事件模块的初始化工做 */
for (m = 0; cycle->modules[m]; m++) {
if (cycle->modules[m]->type != NGX_EVENT_MODULE) {
continue;
}
if (cycle->modules[m]->ctx_index != ecf->use) {
continue;
}
module = cycle->modules[m]->ctx;
if (module->actions.init(cycle, ngx_timer_resolution) != NGX_OK) {
/* fatal */
exit(2);
}
break;
}
#if !(NGX_WIN32)
/* 若是 nginx.conf 配置文件中设置了 timer_resolution 配置项，即代表须要控制时间
* 精度，这时会调用 setitimer 方法，设置时间间隔为 timer_resolution 毫秒来回调
* ngx_timer_signal_handler 方法 */
if (ngx_timer_resolution && !(ngx_event_flags & NGX_USE_TIMER_EVENT)) {
struct sigaction sa;
struct itimerval itv;
ngx_memzero(&sa, sizeof(struct sigaction));
/* 在 ngx_timer_signal_handler 方法中仅是对全局变量 ngx_event_timer_alarm
* 置 1，表示须要更新时间，在 ngx_event_actions_t 的 process_events 方法中，
* 每个事件驱动模块都须要在 ngx_event_timer_alarm 为 1 时调用
* ngx_time_update 方法更新系统时间，在更新系统时间结束后须要将
* ngx_event_timer_alarm 置为 0 */
sa.sa_handler = ngx_timer_signal_handler;
sigemptyset(&sa.sa_mask);
if (sigaction(SIGALRM, &sa, NULL) == -1) {
ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, cycle->log, ngx_errno,
"sigaction(SIGALRM) failed");
return NGX_ERROR;
}
itv.it_interval.tv_sec = ngx_timer_resolution / 1000;
itv.it_interval.tv_usec = (ngx_timer_resolution % 1000) * 1000;
itv.it_value.tv_sec = ngx_timer_resolution / 1000;
itv.it_value.tv_usec = (ngx_timer_resolution % 1000 ) * 1000;
if (setitimer(ITIMER_REAL, &itv, NULL) == -1) {
ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, cycle->log, ngx_errno,
"setitimer() failed");
}
}
if (ngx_event_flags & NGX_USE_FD_EVENT) {
struct rlimit rlmt;
if (getrlimit(RLIMIT_NOFILE, &rlmt) == -1) {
ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, cycle->log, ngx_errno,
"getrlimit(RLIMIT_NOFILE) failed");
return NGX_ERROR;
}
cycle->files_n = (ngx_uint_t) rlmt.rlim_cur;
cycle->files = ngx_calloc(sizeof(ngx_connection_t *) * cycle->files_n,
cycle->log);
if (cycle->files == NULL) {
return NGX_ERROR;
}
}
#else
if (ngx_timer_resolution && !(ngx_event_flags & NGX_USE_TIMER_EVENT)) {
ngx_log_error(NGX_LOG_WARN, cycle->log, 0,
"the \"timer_resolution\" directive is not supported "
"with the configured event method, ignored");
ngx_timer_resolution = 0;
}
#endif
/* 预分配 ngx_connection_t 数组做为链接池，同时将 ngx_cycle_t 结构体中的
* connections 成员指向该数组。数组的个数为 nginx.conf 配置文件中
* worker_connections 中配置的链接数 */
cycle->connections =
ngx_alloc(sizeof(ngx_connection_t) * cycle->connection_n, cycle->log);
if (cycle->connections == NULL) {
return NGX_ERROR;
}
c = cycle->connections;
/* 预分配 ngx_event_t 事件数组做为读事件池，同时将 ngx_cycle_t 结构体中的
* read_events 成员指向该数组。数组的个数为 nginx.conf 配置文件中
* worker_connections 里配置的链接数 */
cycle->read_events = ngx_alloc(sizeof(ngx_event_t) * cycle->connection_n,
cycle->log);
if (cycle->read_events == NULL) {
return NGX_ERROR;
}
rev = cycle->read_events;
for (i = 0; i < cycle->connection_n; i++) {
rev[i].closed = 1;
rev[i].instance = 1;
}
/* 预分配 ngx_event_t 事件数组做为写事件池，同时将 ngx_cycle_t 结构体中的
* write_events 成员指向该数组。数组的个数为 nginx.conf 配置文件中
* worker_connections 里配置的链接数 */
cycle->write_events = ngx_alloc(sizeof(ngx_event_t) * cycle->connection_n,
cycle->log);
if (cycle->write_events == NULL) {
return NGX_ERROR;
}
wev = cycle->write_events;
/* 将全部写事件池的写事件置为关闭状态，即未使用 */
for (i = 0; i < cycle->connection_n; i++) {
wev[i].closed = 1;
}
i = cycle->connection_n;
next = NULL;
/* 按照序号，将上述 3 个数组相应的读/写事件设置到每个 ngx_connection_t 链接
* 对象中，同时把这些链接以 ngx_connection_t 中的 data 成员做为 next 指针串联
* 成链表，为下一步设置空闲链接链表作好准备 */
do {
i--;
c[i].data = next;
c[i].read = &cycle->read_events[i];
c[i].write = &cycle->write_events[i];
c[i].fd = (ngx_socket_t) -1;
next = &c[i];
} while (i);
/* 将 ngx_cycle_t 结构体中的空闲链接链表 free_connections 指向 connections 数组
* 的第 1 个元素，也就是上一步全部 ngx_connection_t 链接经过 data 成员组成的
* 单链表的首部 */
cycle->free_connections = next;
cycle->free_connection_n = cycle->connection_n;
/* for each listening socket */
/* 在刚刚创建好的链接池中，为全部 ngx_listening_t 监听对象中 connections 成员
* 分配链接，同时对监听端口的读事件设置处理方法为 ngx_event_accept，也就是说，
* 有新链接事件时将调用 ngx_event_accept 方法创建新链接 */
ls = cycle->listening.elts;
for (i = 0; i < cycle->listening.nelts; i++) {
#if (NGX_HAVE_REUSEPORT)
if (ls[i].reuseport && ls[i].worker != ngx_worker) {
continue;
}
#endif
c = ngx_get_connection(ls[i].fd, cycle->log);
if (c == NULL) {
return NGX_ERROR;
}
c->type = ls[i].type;
c->log = &ls[i].log;
c->listening = &ls[i];
ls[i].connection = c;
rev = c->read;
rev->log = c->log;
rev->accept = 1;
#if (NGX_HAVE_DEFERRED_ACCEPT)
rev->deferred_accept = ls[i].deferred_accept;
#endif
if (!(ngx_event_flags & NGX_USE_IOCP_EVENT)) {
if (ls[i].previous) {
/*
* delete the old accept events that were bound to
* the old cycle read events array
*/
old = ls[i].previous->connection;
if (ngx_del_event(old->read, NGX_READ_EVENT, NGX_CLOSE_EVENT)
== NGX_ERROR)
{
return NGX_ERROR;
}
old->fd = (ngx_socket_t) -1;
}
}
#if (NGX_WIN32)
if (ngx_event_flags & NGX_USE_IOCP_EVENT) {
ngx_iocp_conf_t *iocpcf;
rev->handler = ngx_event_acceptex;
if (ngx_use_accept_mutex) {
continue;
}
if (ngx_add_event(rev, 0, NGX_IOCP_ACCEPT) == NGX_ERROR) {
return NGX_ERROR;
}
ls[i].log.handler = ngx_acceptex_log_error;
iocpcf = ngx_event_get_conf(cycle->conf_ctx, ngx_iocp_module);
if (ngx_event_post_acceptex(&ls[i], iocpcf->post_acceptex)
== NGX_ERROR)
{
return NGX_ERROR;
}
} else {
rev->handler = ngx_event_accept;
if (ngx_use_accept_mutex) {
continue;
}
if (ngx_add_event(rev, NGX_READ_EVENT, 0) == NGX_ERROR) {
return NGX_ERROR;
}
}
#else
/* 设置读事件的回调方法 */
rev->handler = (c->type == SOCK_STREAM) ? ngx_event_accept
: ngx_event_recvmsg;
#if (NGX_HAVE_REUSEPORT)
if (ls[i].reuseport) {
if (ngx_add_event(rev, NGX_READ_EVENT, 0) == NGX_ERROR) {
return NGX_ERROR;
}
continue;
}
#endif
if (ngx_use_accept_mutex) {
continue;
}
#if (NGX_HAVE_EPOLLEXCLUSIVE)
if ((ngx_event_flags & NGX_USE_EPOLL_EVENT)
&& ccf->worker_processes > 1)
{
if (ngx_add_event(rev, NGX_READ_EVENT, NGX_EXCLUSIVE_EVENT)
== NGX_ERROR)
{
return NGX_ERROR;
}
continue;
}
#endif
/* 将监听对象链接的读事件添加到事件驱动模块中，这样，epoll 等事件模块
* 就开始检测监听服务，并开始向用户提供服务了 */
if (ngx_add_event(rev, NGX_READ_EVENT, 0) == NGX_ERROR) {
return NGX_ERROR;
}
#endif
}
return NGX_OK;
}
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