前言
这篇文章重要纪录下对nginx架构的学习纪录。
架构设计
优秀的模块化设计
高度模块化的设计是Nginx的架构基础。在Nginx中，除了少量的焦点代码，其他一切皆
为模块。
在这5种模块中，配置模块与焦点模块都是与Nginx框架密切相关的，是其他模块的基
础。而事件模块则是HTTP模块和mail模块的基础，原因参见8.2.2节。HTTP模块和mail模块
的“职位”相似，它们都更关注于应用层面。在事件模块中，ngx_event_core_module事件模块
是其他所有事件模块的基础；在HTTP模块中，ngx_http_core_module模块是其他所有HTTP模
块的基础；在mail模块中，ngx_mail_core_module模块是其他所有mail模块的基础。
事件驱动架构
所谓事件驱动架构，简单来说，就是由一些事件发生源来产生事件，由一个大概多个事
件网络器来网络、分发事件，然后许多事件处置惩罚器会注册自己感爱好的事件，同时会“消
费”这些事件。下图为Nginx处置惩罚事件的简单模型：
管理历程、多工作历程设计
Nginx接纳一个master管理历程、多个worker工作历程的设计方式，如图所示：
包罗完全雷同的worker历程、1个可选的cache manager历程以及1个可选的
cache loader历程。
这种设计带来以下长处：
（1）利用多核体系的并发处置惩罚能力
现代操纵体系已经支持多核CPU架构，这使得多个历程可以占用差别的CPU焦点来工
作。如果只有一个历程在处置惩罚哀求，则一定会造成CPU资源的浪费！如果多个历程间的职位
不同等，则一定会有某一级同一职位的历程成为瓶颈，因此，Nginx中所有的worker工作进
程都是完全同等的。这提高了网络性能、降低了哀求的时延。
（2）负载均衡
多个worker工作历程间通过历程间通信来实现负载均衡，也就是说，一个哀求到来时更
容易被分配到负载较轻的worker工作历程中处置惩罚。这将降低哀求的时延，并在一定程度上提
高网络性能。
（3）管理历程会负责监控工作历程的状态，并负责管理其行为
管理历程不会占用多少体系资源，它只是用来启动、制止、监控或利用其他行为来控制
工作历程。起首，这提高了体系的可靠性，当工作历程出现问题时，管理历程可以启动新的
工作历程来避免体系性能的下降。其次，管理历程支持Nginx服务运行中的步伐升级、配置
项的修改等操纵，这种设计使得动态可扩展性、动态定制性、动态可进化性较容易实现。
内存池的设计
为了避免出现内存碎片、减少向操纵体系申请内存的次数、降低各个模块的开发复杂
度，Nginx设计了简单的内存池。这个内存池没有很复杂的功能：通常它不负责回收内存池
中已经分配出的内存。这种内存池最大的长处在于：把多次向体系申请内存的操纵整合成一
次，这大大减少了CPU资源的斲丧，同时减少了内存碎片。
因此，通常每一个哀求都有一个这种简易的独立内存池（在第9章中会看到，Nginx为每
一个TCP连接都分配了1个内存池，而在第10章和第11章，HTTP框架为每一个HTTP哀求又分
配了1个内存池），而在哀求结束时则会销毁整个内存池，把曾经分配的内存一次性归还给
操纵体系。这种设计大大提高了模块开发的简单性（如在前几章中开发HTTP模块时，申请
内存后都不消关心它释放的问题），而且因为分配内存次数的减少使得哀求执行的时延得到
了降低，同时，通过减少内存碎片，提高了内存的有效利用率和体系可处置惩罚的并发连接数，
从而增强了网络性能。
利用统一管道过滤器模式的HTTP过滤模块
有一类HTTP模块被命名为HTTP过滤模块，此中每一个过滤模块都有输入端和输出端，
这些输入端和输出端都具有统一的接口。这些过滤模块将按照configure执行时决定的顺序组
成一个流水线式的加工HTTP响应的中央，每一个过滤模块都是完全独立的，它处置惩罚着输入
端接收到的数据，并由输出端传递给下一个过滤模块。每一个过滤模块都必须可以增量地处
理数据，也就是说能够准确处置惩罚完备数据流的一部分。
这种统一管理过滤器的设计方式的好处非常显着：起首它允许把整个HTTP过滤体系的
输入/输出简化为一个个过滤模块的简单组合，这大大提高了简单性；其次，它提供了很好
的可重用性，恣意两个HTTP过滤模块都可以连接在一起（在可允许的范围内）；再次，整
个过滤体系非常容易维护、增强。例如，开发了一个新的过滤模块后，可以非常方便地添加
到过滤体系中，这是一种高可扩展性。又如，旧的过滤模块可以很容易地被升级版的过滤模
块所更换，这是一种高可进化性；接着，它在可验证性和可测试性上非常友好，我们可以灵
活地变更这个过滤模块流水线来验证功能；末了，如许的体系完全支持并发执行。
其他一些用户模块
Nginx还有许多特定的用户模块。例如，ngx_http_stub_status_module模块提供对所有HTTP连接状态的监控，这就提高了体系可见性。而ngx_http_gzip_filter_module过滤模块和ngx_http_gzip_static_module模块使得雷同的吞吐量传送了更多的信息，自然也就提高了网络服从。我们也可以开发如许的模块，让Nginx变得更好。
后续再对nginx架构各块原理进行更细化的学习。
参考册本：《深入理解Nginx模块开发与架构剖析第2版》
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