Nginx之启动流程

1.　　Nginx的启动流程

　　　　阶段一：启动准备（在 Master 进程创建之前）

　　　　这个阶段是在执行 nginx 命令后，第一个 Master 进程被创建之前发生的。

　　　　　　1.　　解析命令行参数

　　　　　　　　　　当你执行 nginx -s stop、nginx -t 或 nginx -c /path/to/nginx.conf 时，Nginx 首先会解析这些参数。

　　　　　　　　　　例如，-t 参数只会测试配置文件的语法是否正确，而不会真正启动 Nginx。

　　　　　　2.　　Nginx 核心初始化

　　　　　　　　　　初始化 Nginx 的核心模块和其依赖的各种基础组件，如内存池、日志系统等。

　　　　　　　　　　为后续的配置解析做好准备。

　　　　　　3.　　读取并解析配置文件（nginx.conf）

　　　　　　　　　　这是至关重要的一步。Nginx 会找到默认的或通过 -c 指定的配置文件。

　　　　　　　　　　解析过程：

　　　　　　　　　　　　Main 上下文： 首先解析最外层的配置，如 worker_processes, user, error_log 等。

　　　　　　　　　　　　Events 上下文： 解析 events 块，配置事件模型（如 use epoll）。

　　　　　　　　　　　　HTTP 上下文： 解析 http 块。这是最复杂的一部分，它会初始化 HTTP 核心模块，并递归地解析其中的 server, location 等块。

　　　　　　　　　　　　对于每个模块（如 ngx_http_core_module, ngx_http_rewrite_module），Nginx 会调用其对应的配置解析回调函数，将文本配置转换成内存中的数据结构（如数组、链表）。

　　　　　　　　　　　　如果配置语法有误，Nginx 会在此阶段报错并退出。

　　　　　　　　　　　　解析成功后，Nginx 在内存中建立了一个完整的、结构化的配置树。

　　　　阶段二：多进程模型启动

　　　　配置文件解析成功后，Nginx 正式进入其标志性的Master-Worker 多进程模型的启动阶段。

　　　　　　1.　　创建 Master 进程

　　　　　　　　　　当前进程（我们称之为“启动进程”）会调用 fork() 系统调用，创建一个新的进程，这个新进程就是 Master 进程。

　　　　　　　　　　“启动进程”的使命完成并退出，将控制权完全交给新创建的 Master 进程。这就是为什么你在 Shell 中执行 nginx 后，命令会立即返回的原因，因为真正在后台运行的是 Master 进程及其子进程。

　　　　　　2.　　Master 进程初始化

　　　　　　　　　　Master 进程会进行一些初始化工作，比如设置信号处理、绑定监听端口（但不处理连接）。

　　　　　　　　　　Master 进程根据配置（worker_processes）决定要创建的 Worker 进程数量。

　　　　　　3.　　Master 进程创建 Worker 子进程

　　　　　　　　　　Master 进程调用 fork() 创建多个 Worker 进程。

　　　　　　　　　　Worker 进程是 Master 进程的子进程，它们会继承 Master 进程在初始化时已经打开的所有监听套接字（Socket）。

　　　　　　　　　　重要特性： 所有 Worker 进程都监听相同的 IP 和端口。这是通过 SO_REUSEPORT 等内核机制实现的，避免了端口绑定的冲突。

　　　　阶段三：Worker 进程开始工作

　　　　　　1.　　Worker 进程初始化与事件循环

　　　　　　　　　　每个 Worker 进程在进行必要的初始化（如设置进程标题、初始化模块等）后，会进入一个无限循环，即事件循环。

　　　　　　　　　　事件循环的核心：

　　　　　　　　　　　　Worker 进程使用一种高效的事件通知机制（如 epoll on Linux, kqueue on BSD）来监听其负责的监听套接字和活动连接。　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　当一个新的 TCP 连接请求到达时，所有处于等待状态的 Worker 进程会被内核唤醒，但只有一个进程会成功“accept”这个连接（这就是所谓的“惊群”问题，但现代 Nginx 和 Linux 内核已通过 EPOLLEXCLUSIVE 或 SO_REUSEPORT 等机制优化，避免了性能损耗）。

　　　　　　　　　　　　成功 accept 连接的 Worker 进程会开始处理该请求：读取请求、解析 HTTP 头部、根据配置找到对应的 server 和 location、执行一系列模块处理逻辑（如反向代理、负载均衡、读写缓存等）、生成响应并发送给客户端。

　　　　　　　　　　　　处理完请求后，连接可能会被关闭或保持（对于 HTTP Keep-Alive）。

　　　　　　2.　　Master 进程的角色：管理者

　　　　　　　　　　此时，Master 进程本身不处理任何网络请求。它的职责纯粹是管理：

　　　　　　　　　　　　监控 Worker 进程： 接收来自外部的信号（如 nginx -s reload），然后向 Worker 进程发送信号。

　　　　　　　　　　　　平滑重启/重载配置： 当收到 reload 信号时，Master 进程会重新加载配置文件（回到步骤3），如果成功，它会启动一组新的 Worker 进程，并优雅地关闭旧的 Worker 进程（等待其处理完当前请求）。

　　　　　　　　　　　　平滑升级： 支持不中断服务的情况下升级 Nginx 二进制文件。

　　　　　　　　　　　　日志管理： 负责重新打开日志文件（当收到 reopen 信号时）。

2.　　流程图如下：