Nginx源码分析-事件循环
转自 http://blog.csdn.net/marcky/article/details/6025651
事件循环这个概念貌似在windows编程中提得更多，Linux程序却很少提及这个概念。本文所提及的事件循环其实就是worker cycle，由于此处将关注的不再是worker进程，而是worker进程在循环过程中关于事件处理的环节，因此就盗用了事件循环这个概念。在具体看代码前，先看一下这个“循环”的概貌：
经过前面相关博文的介绍，我们了解到master进程创建好一个worker进程后，worker进程还会进行一个初始化工作，然后才会陷入“死”循环中。这个“死循环”也就是本文将谈及的事件循环，也就是上图中的黄色部分。整个黄色部份是由一个循环构成的，实际上，这个循环里将会做很多的事情，但本文将只关注图中红色标注的事件部分——ngx_process_events_and_timers。ngx_process_events_and_timers是一个函数（定义在src/event/ngx_event.c中）。接下来，就从这个函数开始进入事件驱动的核心。
- void
- ngx_process_events_and_timers(ngx_cycle_t *cycle)
- {
- ngx_uint_t flags;
- ngx_msec_t timer, delta;
- if (ngx_timer_resolution) {
- timer = NGX_TIMER_INFINITE;
- flags = 0;
- } else {
- timer = ngx_event_find_timer();
- flags = NGX_UPDATE_TIME;
- }
- /*ngx_use_accept_mutex变量代表是否使用accept互斥体
- 默认是使用，accept_mutex off;指令关闭。
- accept mutex的作用就是避免惊群，同时实现负载均衡。
- */
- if (ngx_use_accept_mutex) {
- /*
- ngx_accept_disabled变量在ngx_event_accept函数中计算。
- 如果ngx_accept_disabled大于了0，就表示该进程接受的
- 连接过多，因此就放弃一次争抢accept mutex的机会，同时将
- 自己减1。然后，继续处理已有连接上的事件。Nginx就借用
- 此变量实现了进程关于连接的基本负载均衡。
- */
- if (ngx_accept_disabled > 0) {
- ngx_accept_disabled--;
- } else {
- /* ngx_accept_disabled小于0，连接数没超载*/
- /*尝试锁accept mutex，只有成功获取锁的进程，才会将listen
- 套接字放入epoll中。因此，这就保证了只有一个进程拥有
- 监听套接口，故所有进程阻塞在epoll_wait时，不会出现惊群现象。
- */
- if (ngx_trylock_accept_mutex(cycle) == NGX_ERROR) {
- return;
- }
- if (ngx_accept_mutex_held) {
- /*获取锁的进程，将添加一个NGX_POST_EVENTS标志，
- 此标志的作用是将所有产生的事件放入一个队列中，
- 等释放锁后，再慢慢来处理事件。因为，处理事件可能
- 会很耗时，如果不先释放锁再处理的话，该进程就长
- 时间霸占了锁，导致其他进程无法获取锁，这样accept
- 的效率就低了。
- */
- flags |= NGX_POST_EVENTS;
- } else {
- /*没有获得锁的进程，当然不需要NGX_POST_EVENTS标志了。
- 但需要设置最长延迟多久，再次去争抢锁。
- */
- if (timer == NGX_TIMER_INFINITE
- || timer > ngx_accept_mutex_delay)
- {
- timer = ngx_accept_mutex_delay;
- }
- }
- }
- }
- delta = ngx_current_msec;
- /*epoll开始wait事件了,ngx_process_events的具体实现是对应到
- epoll模块中的ngx_epoll_process_events函数。单独分析epoll
- 模块的时候，再具体看看。
- */
- (void) ngx_process_events(cycle, timer, flags);
- delta = ngx_current_msec - delta; /*统计本次wait事件的耗时*/
- /*ngx_posted_accept_events是一个事件队列
- 暂存epoll从监听套接口wait到的accept事件。
- 前文提到的NGX_POST_EVENTS标志被使用后，就会将
- 所有的accept事件暂存到这个队列。
- 这里完成对队列中的accept事件的处理，实际就是调用
- ngx_event_accept函数来获取一个新的连接，然后放入
- epoll中。
- */
- if (ngx_posted_accept_events) {
- ngx_event_process_posted(cycle, &ngx_posted_accept_events);
- }
- /*所有accept事件处理完成，如果拥有锁的话，就赶紧释放了。
- 其他进程还等着抢了。
- */
- if (ngx_accept_mutex_held) {
- ngx_shmtx_unlock(&ngx_accept_mutex);
- }
- /*delta是上文对epoll wait事件的耗时统计，存在毫秒级的耗时
- 就对所有事件的timer进行检查，如果time out就从timer rbtree中，
- 删除到期的timer，同时调用相应事件的handler函数完成处理。
- */
- if (delta) {
- ngx_event_expire_timers();
- }
- /*处理普通事件（连接上获得的读写事件）队列上的所有事件，
- 因为每个事件都有自己的handler方法，该怎么处理事件就
- 依赖于事件的具体handler了。
- */
- if (ngx_posted_events) {
- if (ngx_threaded) {
- ngx_wakeup_worker_thread(cycle);
- } else {
- ngx_event_process_posted(cycle, &ngx_posted_events);
- }
- }
- }
ngx_process_events_and_timers一做完工作，就又回到了事件循环中去了，上图示；但会很快又会回到事件处理中来。
上文中，分析了事件循环中有关事件处理的过程；在分析的过程中，我们有提到对accept事件的处理，accept事件就是监听套接口上有新的连接到来的事件；接下来，我们分析一下accept事件的handler方法，看看accept事件的处理过程是如何的。accept事件的handler方法是ngx_event_accept（位于src/event/ngx_event_accept.c中），代码分析如下：
- void
- ngx_event_accept(ngx_event_t *ev)
- {
- socklen_t socklen;
- ngx_err_t err;
- ngx_log_t *log;
- ngx_socket_t s;
- ngx_event_t *rev, *wev;
- ngx_listening_t *ls;
- ngx_connection_t *c, *lc;
- ngx_event_conf_t *ecf;
- u_char sa[NGX_SOCKADDRLEN];
- 。。。。。。。。。。。。。。。。。
- lc = ev->data;
- ls = lc->listening;
- ev->ready = 0;
- do {
- socklen = NGX_SOCKADDRLEN;
- /*accept一个新的连接*/
- s = accept(lc->fd, (struct sockaddr *) sa, &socklen);
- /*连接的错误处理*/
- if (s == -1) {
- err = ngx_socket_errno;
- if (err == NGX_EAGAIN) {
- ngx_log_debug0(NGX_LOG_DEBUG_EVENT, ev->log, err,
- "accept() not ready");
- return;
- }
- ngx_log_error((ngx_uint_t) ((err == NGX_ECONNABORTED) ?
- NGX_LOG_ERR : NGX_LOG_ALERT),
- ev->log, err, "accept() failed");
- if (err == NGX_ECONNABORTED) {
- if (ngx_event_flags & NGX_USE_KQUEUE_EVENT) {
- ev->available--;
- }
- if (ev->available) {
- continue;
- }
- }
- return;
- }
- /*accept到一个新的连接后，就重新计算ngx_accept_disabled的值
- ngx_accept_disabled已经提及过了，它主要用来做负载均衡之用。
- 这里，我们能够看到它的求值方式是“总连接数的八分之一，减去
- 剩余的连接数”。总连接数是指每个进程设定的最大连接数，这个数字
- 可以在配置文件中指定。由此处的计算方式，可以看出：每个进程accept
- 到总连接数的7/8后，ngx_accept_disabled就大于0了，连接也就
- 超载了。
- */
- ngx_accept_disabled = ngx_cycle->connection_n / 8
- - ngx_cycle->free_connection_n;
- /*从connections数组中获取一个connecttion slot来维护新的连接*/
- 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");
- }
- return;
- }
- /*为新的连接创建起一个memory pool，连接关闭的时候，才释放这个pool*/
- c->pool = ngx_create_pool(ls->pool_size, ev->log);
- if (c->pool == NULL) {
- ngx_close_accepted_connection(c);
- return;
- }
- 。。。。。。。。。。。。。。
- /* set a blocking mode for aio and non-blocking mode for others */
- if (ngx_inherited_nonblocking) {
- if (ngx_event_flags & NGX_USE_AIO_EVENT) {
- if (ngx_blocking(s) == -1) {
- ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, ev->log, ngx_socket_errno,
- ngx_blocking_n " failed");
- ngx_close_accepted_connection(c);
- return;
- }
- }
- } else {
- /*我们使用的epoll模型，在这里设置连接为nonblocking*/
- if (!(ngx_event_flags & (NGX_USE_AIO_EVENT|NGX_USE_RTSIG_EVENT))) {
- if (ngx_nonblocking(s) == -1) {
- ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, ev->log, ngx_socket_errno,
- ngx_nonblocking_n " failed");
- ngx_close_accepted_connection(c);
- return;
- }
- }
- }
- *log = ls->log;
- /*初始化新连接*/
- c->recv = ngx_recv;
- c->send = ngx_send;
- c->recv_chain = ngx_recv_chain;
- c->send_chain = ngx_send_chain;
- c->log = log;
- c->pool->log = log;
- c->socklen = socklen;
- c->listening = ls;
- c->local_sockaddr = ls->sockaddr;
- c->local_socklen = ls->socklen;
- c->unexpected_eof = 1;
- rev = c->read;
- wev = c->write;
- wev->ready = 1;
- if (ngx_event_flags & (NGX_USE_AIO_EVENT|NGX_USE_RTSIG_EVENT)) {
- /* rtsig, aio, iocp */
- rev->ready = 1;
- }
- if (ev->deferred_accept) {
- rev->ready = 1;
- }
- rev->log = log;
- wev->log = log;
- /*
- * TODO: MT: - ngx_atomic_fetch_add()
- * or protection by critical section or light mutex
- *
- * TODO: MP: - allocated in a shared memory
- * - ngx_atomic_fetch_add()
- * or protection by critical section or light mutex
- */
- c->number = ngx_atomic_fetch_add(ngx_connection_counter, 1);
- 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
- 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;
- }
- }
- log->data = NULL;
- log->handler = NULL;
- /*这里的listen handler很重要，它将完成新连接的最后初始化工作
- 同时将accept到的新连接放入epoll中；挂在这个handler上的函数
- 就是ngx_http_init_connection(位于src/http/ngx_http_request.c中)；
- 这个函数放在分析http模块的时候再看吧。
- */
- ls->handler(c);
- if (ngx_event_flags & NGX_USE_KQUEUE_EVENT) {
- ev->available--;
- }
- } while (ev->available);
- }
accept事件的handler方法也就是如此了。剩下的就是每个连接上的读写事件的handler方法没有分析了，这一部分的内容将直接带领我们进入http模块中，所以等我们把epoll看完了，再开始http模块的分析吧。
