nginx 建立连接

    对于web server来说,必须能够监听到客户端的连接才能与之通信,这篇文章就看一下nginx是如何实现连接的建立。监听到新的连接实际上就是监听socket上的读事件,此时监听socket的已完成连接队列是非空的,可以非阻塞的调用accpet获取新到的连接。在nginx中每个socket都会被封装成一个连接结构,就是ngx_connection_t类型。每个ngx_connection_t结构具有读写事件read和write,它们是ngx_event_t类型的,有一个handler回调函数指针,在发生读写事件时被调用。在ngx_event_process_init函数中为每个监听socket分配连接,并将这些连接的read的handler初始化为ngx_event_accept,也就是说说在监听到连接时会调用,用于初始化连接等,最后将其添加到事件循环中。

   在事件循环中,已经介绍过为了防止惊群(新到的一个连接会唤醒所有阻塞的worker进程),只有获取accept锁的worker进程才能accept新的连接,接下来才会去调用ngx_event_accept函数处理。下面就看看具体过程.

    ngx_connection_s数据结构:

truct ngx_connection_s {
    void               *data;
    ngx_event_t        *read;
    ngx_event_t        *write;

    ngx_socket_t        fd;

    ngx_recv_pt         recv;
    ngx_send_pt         send;
    ngx_recv_chain_pt   recv_chain;
    ngx_send_chain_pt   send_chain;

    ngx_listening_t    *listening;

    off_t               sent;

    ngx_log_t          *log;

    ngx_pool_t         *pool;

    struct sockaddr    *sockaddr;
    socklen_t           socklen;
    ngx_str_t           addr_text;
   
    ngx_buf_t          *buffer;

    ngx_queue_t         queue;

    ngx_atomic_uint_t   number;

    ngx_uint_t          requests;
}
struct ngx_http_request_s {
    uint32_t                          signature;         /* "HTTP" */

    ngx_connection_t                 *connection;

    void                            **ctx;
    void                            **main_conf;
    void                            **srv_conf;
    void                            **loc_conf;

    ngx_http_event_handler_pt         read_event_handler;
    ngx_http_event_handler_pt         write_event_handler;
    ngx_http_upstream_t              *upstream;
    ngx_array_t                      *upstream_states;
                                         /* of ngx_http_upstream_state_t */

    ngx_pool_t                       *pool;
    ngx_buf_t                        *header_in;

    ngx_http_headers_in_t             headers_in;
    ngx_http_headers_out_t            headers_out;

    ngx_http_request_body_t          *request_body;

    time_t                            lingering_time;
    time_t                            start_sec;
    ngx_msec_t                        start_msec;
ngx_uint_t                        method;
    ngx_uint_t                        http_version;

    ngx_str_t                         request_line;
    ngx_str_t                         uri;
    ngx_str_t                         args;
    ngx_str_t                         exten;
    ngx_str_t                         unparsed_uri;

    ngx_str_t                         method_name;
    ngx_str_t                         http_protocol;

    ngx_chain_t                      *out;
    ngx_http_request_t               *main;
    ngx_http_request_t               *parent;
    ngx_http_postponed_request_t     *postponed;
    ngx_http_post_subrequest_t       *post_subrequest;
    ngx_http_posted_request_t        *posted_requests;

    ngx_http_virtual_names_t         *virtual_names;

    ngx_int_t                         phase_handler;
    ngx_http_handler_pt               content_handler;
    ngx_uint_t                        access_code;

    ngx_http_variable_value_t        *variables;
    .........
}

1.  ngx_event_accept :

  ecf = ngx_event_get_conf(ngx_cycle->conf_ctx, ngx_event_core_module);

    if (ngx_event_flags & NGX_USE_RTSIG_EVENT) {
        ev->available = 1;

    } else if (!(ngx_event_flags & NGX_USE_KQUEUE_EVENT)) {
        ev->available = ecf->multi_accept;
    }

    lc = ev->data;
    ls = lc->listening;
    ev->ready = 0;

    ngx_event_t的data属性是该事件所在的连接,对于监听socket的连接,可以通过listening属性获取对应的监听socket(ngx_listening_t)。接下来的while循环用于迭代ev->available次数,获取对应的连接。在while循环一开始的部分就是调用accept获取连接socket。

ngx_accept_disabled = ngx_cycle->connection_n / 8
                              - ngx_cycle->free_connection_n;

提到过ngx_accept_disabled主要用于实现worker进程的简单的负载均衡,在一个worker进程的空闲连接的个数小于连接池大小的1/8时,该进程会放弃竞争accept锁,ngx_accept_disabled在ngx_process_events_and_timers函数中使用。

 c = ngx_get_connection(s, ev->log);

  if (c == NULL) {
            if (ngx_close_socket(s) == -1) {
                ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, ev->log, ngx_socket_errno,
                              ngx_close_socket_n " failed");
            }

s是连接socket的文件描述符,从连接池中获取一个连接并分配给该socket。

   if (ngx_add_conn && (ngx_event_flags & NGX_USE_EPOLL_EVENT) == 0) {
            if (ngx_add_conn(c) == NGX_ERROR) {
                ngx_close_accepted_connection(c);
                return;
            }
        }

      调用ngx_add_conn将新建的连接加入nginx的事件循环。在使用epoll时,实际上会调用ngx_epoll_add_connection函数,最终调用epoll_ctl添加事件,这样后续就会监听到来自该socket的数据。

ls->handler(c);  //回调函数   ngx_http_init_connection

       ls是监听socket(ngx_listening_t),handler在accept到新连接时调用,注释已经说的很清楚,就是调用ngx_http_init_connection完成连接的初始化,其中最主要的就是为读事件设置handler,下面看一下这个函数。

   2 ngx_http_init_connection

void
ngx_http_init_connection(ngx_connection_t *c)
{
    ngx_event_t         *rev;
    ngx_http_log_ctx_t  *ctx;

    ctx = ngx_palloc(c->pool, sizeof(ngx_http_log_ctx_t));
    if (ctx == NULL) {
        ngx_http_close_connection(c);
        return;
    }

    ctx->connection = c;
    ctx->request = NULL;
    ctx->current_request = NULL;

    c->log->connection = c->number;
    c->log->handler = ngx_http_log_error;
    c->log->data = ctx;
    c->log->action = "reading client request line";

    c->log_error = NGX_ERROR_INFO;

    rev = c->read;
    rev->handler = ngx_http_init_request;   //  这段代码是最核心的,将读事件的handler设置为ngx_http_init_request,在客户端向服务器发送数据时会被调用,用于初始化并处理客户端请求
    c->write->handler = ngx_http_empty_handler;
///如果接收准备好了,则直接调用ngx_http_init_request
if (rev->ready) { /* the deferred accept(), rtsig, aio, iocp */ if (ngx_use_accept_mutex) { ngx_post_event(rev, &ngx_posted_events);//如果使用了mutex锁,则post 这个event,然后返回。 return; } ngx_http_init_request(rev); return; } ngx_add_timer(rev, c->listening->post_accept_timeout);//添加定时器 if (ngx_handle_read_event(rev, 0) != NGX_OK) {////将事件挂载到事件处理器 ngx_http_close_connection(c); return; } }

     在ngx_http_init_connection函数中,这个函数主要是设置当前句柄的读handler,如果数据可读,则直接调用request handler,如果数据不可读,则设置定时器(超时定时器),并将这个句柄挂载到事件处理器上。这里有一个需要注意的地方,那就是如果使用了ngx_use_accept_mutex锁的话,那么就不能够立即处理request,因为处理request是一个非常耗时的操作,而现在在锁里面,所以此时之需要将这个读事件挂载到ngx_posted_events队列,等退出锁之后再进行处理。

     而一般来说默认都会使用mutex锁,因此此时就将rev加到post_events队列中,然后直接返回.

     当我们从ngx_http_init_connection返回时,我们回到函数ngx_process_event_and_timers函数中:

if (ngx_posted_events) {//如果post_event链表存在,则会进入链表的处理
        if (ngx_threaded) {
            ngx_wakeup_worker_thread(cycle);

        } else {
            ngx_event_process_posted(cycle, &ngx_posted_events);//处理post event
        }
    }

此时我们已经让出mutex,所以我们此时能处理整个的request。接下来,让我们来看一下ngx_event_process_posted这个函数:

void
ngx_event_process_posted(ngx_cycle_t *cycle,
    ngx_thread_volatile ngx_event_t **posted)
{
    ngx_event_t  *ev;

    for ( ;; ) {

        ev = (ngx_event_t *) *posted;

        ngx_log_debug1(NGX_LOG_DEBUG_EVENT, cycle->log, 0,
                      "posted event %p", ev);

        if (ev == NULL) {
            return;
        }

        ngx_delete_posted_event(ev);

        ev->handler(ev);  //调用event的回调函数
    }
}

这个函数很简单,就是遍历event的队列,调用event的handler函数。

然后让我们来看一下ngx_http_init_request函数,进入这个函数说明客户端有请求进来,此时我们就进入了http协议解析的部分了,因此这个函数主要时初始化request结构,初始化完毕后,就进入解析处理http请求.

static void
ngx_http_init_request(ngx_event_t *rev)
{
     ..........
      //ngx_event_t *rev  ,  ngx_http_request_t         *r;
      rev->handler = ngx_http_process_request_line;     //设置回调  ngx_http_process_request_line
      r->read_event_handler = ngx_http_block_reading; 
       ...........
      rev->handler(rev);  //调用ngx_http_process_request_line函数
}

ngx_http_process_request_line,这个函数主要解析request line。我们知道nginx 使用的是epoll的ET模式,而et模式的话,就需要能够判断这次读取的数据是否读完,这里nginx是这样判断的,那就是根据协议来判断,也就是协议驱动,由协议来判断是否有读取完毕。

 

 

posted @ 2012-11-29 20:01  风去无痕  阅读(3098)  评论(0编辑  收藏  举报