Nginx是一个免费、开源、高性能的HTTP服务器和反向代理，以及IMAP/POP3代理服务器。图片来自PexelsNginx以其高性能、稳定、丰富的功能、简单的配置和低资源消耗而著称。本文从底层原理分析Nginx为什么这么快！Nginx进程模型Nginx服务器，正常运行时：多进程：一个Master进程，多个Worker进程。主进程：管理工作进程。对外接口：接收外部操作（信号）；内部转发：根据不同的外部操作，通过信号管理Worker；监控：监控Worker进程的运行状态，Worker进程异常终止后自动重启Worker进程。工作进程：所有工作进程都是平等的。实际处理：网络请求，由Worker进程处理。NumberofWorkerprocesses：配置在nginx.conf中，一般设置为核心数，以充分利用CPU资源。同时避免进程过多，避免进程争抢CPU资源，增加上下文切换的损失。思考：请求连接到Nginx，Master进程负责处理转发？如何选择哪个Worker进程来处理请求？请求的处理结果会不会走Master进程？HTTP连接建立及请求处理流程HTTP连接建立及请求处理流程如下：Nginx启动时，Master进程加载配置文件。Master进程初始化监听的Socket。Master进程，Fork多个Worker进程。Worker进程竞争新的连接，获胜的一方通过三次握手建立Socket连接并处理请求。Nginx高性能，高并发为什么Nginx具有高性能，可以支持高并发？Nginx采用多进程+异步非阻塞模式（IO多路复用Epoll）。请求的完整流程：建立连接→读取请求→解析请求→处理请求→响应请求。请求的完整过程对应底层：读写Socket事件。Nginx的事件处理模型Request：Nginx中的HTTP请求。基本HTTPWebServer工作模式：接收请求：逐行读取请求行和请求头，判断该段有请求体后读取请求体。处理请求。返回响应：根据处理结果，生成相应的HTTP请求（响应行、响应头、响应体）。Nginx也是同样的套路，整体流程是一致的：模块化架构Nginx模块按功能基本可以分为以下几种：①事件模块：构建独立于操作系统的事件处理机制框架，提供各种具体的事件处理。包括ngx_events_module、ngx_event_core_module和ngx_epoll_module等。Nginx使用哪个事件处理模块取决于具体的操作系统和编译选项。②phasehandler：这类模块也直接称为handler模??块。主要负责处理客户端请求并生成响应内容，如ngx_http_static_module模块，负责处理客户端的静态页面请求，并准备相应的磁盘文件用于响应内容输出。③输出过滤器：也称为过滤模块，主要负责对输出内容进行处理，可以对输出进行修改。例如，可以向所有输出html页面添加预定义的footbar，或者替换输出图像的URL。④upstream：upstream模块实现反向代理的功能，将真正的请求转发给后端服务器，从后端服务器读取响应，返回给客户端。upstream模块是一个特殊的handler，只是响应内容并不是自己实际生成的，而是从后端服务器读取的。⑤load-balancer：负载均衡模块实现了特定的算法。在众多后端服务器中，选择一台服务器作为某个请求的转发服务器。NginxvsApacheNginx常见问题分析：IO多路复用，Epoll（freebsd上的kqueue）高性能高并发占用系统资源少Apache：阻塞+多进程/多线程更稳定，bug少模块多参考文章：http：//www.oschina.net/translate/nginx-vs-apachehttps://www.zhihu.com/question/19571087Nginx最大连接数基本背景：Nginx是多进程模型，Worker进程用于处理请求.单个进程的连接数（文件描述符fd），上限（nofile）：ulimit-n。Nginx配置单个Worker进程的最大连接数：worker_connections上限为nofile。配置Nginx的Worker进程数：worker_processes。因此，Nginx的最大连接数：Nginx的最大连接数：Worker进程数x单个Worker进程的最大连接数。以上是Nginx作为通用服务器时的最大连接数。Nginx作为反向代理服务器时，最大可服务连接数：（Worker进程数×单个Worker进程最大连接数）/2。Nginx作为反向代理时，会在Client和后端WebServer之间建立连接，占用2个连接。思考：每个打开的Socket占用一个fd？为什么一个进程可以打开的fd数量有限制？HTTP请求与响应HTTP请求：请求行：方法、uri、http版本请求头请求体HTTP响应：响应行：http版本、状态码响应头响应体IO模型处理多个请求时，可以使用：IO多路复用或阻塞IO+multithreading：IO多路复用：一个线程，跟踪多个Socket状态，哪个就绪，读哪个就写哪个。阻塞IO+多线程：对于每一个请求，新建一个服务线程。IO多路复用和多线程的适用场景有哪些？IO多路复用：单连接的请求处理速度没有优势。并发量大：只用一个线程处理大量并发请求，减少上下文切换的损失，不需要考虑并发问题，相对可以处理更多的请求。消耗更少的系统资源（无线程调度开销）。适用于长连接的情况（多线程模式下的长连接容易造成线程过多，导致频繁调度）。阻塞IO+多线程：实现简单，不依赖系统调用。每个线程都需要时间和空间。随着线程数量的增长，线程调度开销呈指数级增长。select/poll与epoll的对比如下：详见：https://www.cnblogs.com/wiessharling/p/4106295.htmlselect/poll系统调用：//select系统调用intselect(intmaxfdp,fd_set*readfds,fd_set*writefds,fd_set*errorfds,structtimeval*timeout);//轮询系统调用intpoll(structpollfdfds[],nfds_tnfds,inttimeout);select：查询fd_set，是否有就绪的fd，可以设置一个超时时间，当有fd（文件描述符）就绪或者超时返回。fd_set是一个bitset，编译内核时大小不变，默认大小为1024。特点：连接数有限，fd_set能表示的fd数量太少；线性扫描：判断fd是否就绪，需要遍历fd_set的一侧；数据复制：用户空间和内核空间，复制连接就绪状态信息。poll：解决连接限制：在poll中，将select中的fd_set换成一个pollfd数组，解决fd数量过少的问题。数据复制：用户空间和内核空间，复制连接就绪信息。epoll,event事件驱动：事件机制：避免线性扫描，为每个fd注册一个监听事件，当fd变为就绪时将fd加入就绪列表。Numberoffds:Unlimited（操作系统级别限制，单个进程可以打开多少个fds）。select、poll、epoll：I/O多路复用机制。I/O多路复用使用一种机制来监视多个描述符。一旦一个描述符就绪（通常是读就绪或写就绪），它就可以通知程序执行相应的读写操作；监控多个文件描述符。但select、poll、epoll本质上是同步I/O：用户进程负责读写（从内核空间拷贝到用户空间）。读写过程中，用户进程被阻塞；异步IO不需要用户进程负责读写，异步IO，会负责从内核空间拷贝到用户空间。Nginx的并发处理能力关于Nginx的并发处理能力：并发连接数，一般优化后，峰值可以维持在1~3w左右。（内存和CPU核数不同，会有进一步优化的空间）
