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模块概述

Nginx的内部结构是核心部分和一系列的功能模块所组成。

我们一般将Nginx core称为Nginx核心，其提供了web服务器的基础功能，同时提供了web服务反向代理，email服务反向代理，Nginx核心实现了底层的通讯协议，为其他模块和Nginx进程构建了基本的运行时环境。

Nginx将各功能模块组成成一条链，请求依次经过这条链上的部分或者全部模块进行处理。

模块的分类

  • event module：搭建了独立于操作系统的事件处理机制框架，及提供了各具体事件的处理。包括ngx_event_module，ngx_event_core_module和ngx_epoll_module等。
  • phase handler：此模型又被称为handler模块，主要负责处理客户端请求并产生响应内容的
  • output filter：filter模块，主要负责对输出的内容进行处理，可以对输出进行修改。
  • upstream：此模块实现反向代理功能，将真正的请求转发到后端服务器上，并从后端服务器上读取响应，发回客户端
  • load-balancer：负载进行模块，实现特点的算法，在众多后端服务器中，选择一个服务器来作为某个请求的转发服务器。

Nginx的请求处理

Nginx使用一个多进程模型来对外提供服务，一个master进程，多个worker进程。master进程负责管理Nginx本身和其他worker进程。

所有的业务逻辑处理都在worker进程。worker进程中有一个函数，执行无限循环，不断处理收到的来自客户端的请求，并进行处理，直到整个Nginx服务器被停止。

worker进程中，ngx_worker_process_cycle()函数就是这个无限循环的处理函数。在这个函数中，一个请求的处理如下：

  1. 操作系统提供的机制产生相应的事件
  2. 接受和处理这些事件，如是接收到 数据，则产生更高层的request对象
  3. 处理request的header和body
  4. 产生响应，并发送回客户端
  5. 完成request的处理
  6. 重新初始化定时器和其他事件

请求的处理流程

以HTTP Request为例

从Nginx的内部来看，一个HTTP Request的处理过程涉及到以下几个阶段：

  1. 初始化HTTP Request
  2. 处理请求头
  3. 处理请求体
  4. 调用与此请求相关的handler（如果有的话）
  5. 依次调用各phase handler进行处理

通常情况下，一个phase handler对这个request进行处理，并产生一些输出。通常phase handler是与定义在配置文件中的某个location相关联的。
一个phase handler通常执行以下几项任务：

  1. 获取location配置
  2. 产生适当的响应
  3. 发送response header
  4. 发送response body

当Nginx读取到header的实收，会查找与这个请求相关的虚拟主机的配置，然后执行以下几个阶段：

在内容产生阶段，为了给一个request产生正确的响应，Nginx必须把这个request交给一个合适的content handler进行处理，如果这个request对应的location在配置文件中被明确指定了一个content handler，那么Nginx就可以通过对location的匹配直接找到这个对应的handler，并把这个request交给这个handler。

如果一个request对应的location并没有直接配置的content handler，那么Nginx会依次做以下尝试：

  1. 如果location里面配置有random_index on，那么随机选择一个文件，发给客户端。
  2. 如果location配置有index指定，那么发送index指令指明的文件。
  3. 如果location里面有配置autoindex on，那么就发送请求地址对应的服务端路径下的文件列表给客户端
  4. 如果location有设置gzip_static on，那么查找是否有对应的.gz文件存在，有就发送
  5. 请求的URL如果对应一个静态文件，static module就发送静态文件的内容到客户端

内容产生阶段完后，生成的输出会被传递到filter模块去进行处理。filter模块也是与location相关的。所有的filter模块都被组织成一条链。输出会依次穿越所有的filter，直到有个filter模块的返回值表明已经处理完成。

参考文献

[1] Nginx开发从入门到精通