1. ngx_listening_t与ngx_connection_t

ngx_listening_t保存监听配置信息，如地址、端口等。Init_cycle.listening[]数组保存了所有的ngx_listening_t实例。

ngx_connection_t保存连接，如socket句柄等。Init_cycle.connections[]数组保存所有的ngx_connection_t实例，init_cycle.free_connections[]数组保存其中空闲的ngx_connection_t实例。init_cycle.connections[]的大小由init_cycle.connection_n指定，这个值缺省为512，也可以在配置文件中改变。

ngx_connection_t使用ngx_event_t保存读写事件的配置，如事件处理函数。

2. ngx_http_optimize_servers()

如前所述，http{}节点的ngx_http_main_conf_t.ports[]数组指向server{}的端口数组。nginx服务器绑定这些端口，监听连接请求。

ngx_http_optimize_servers() 根据从这些端口创建ngx_listening_t实例。

• 遍历ngx_http_core_main_conf_t.ports[]，调用ngx_http_init_listening()。

3. ngx_http_init_listening()

ngx_http_init_listening() 从ngx_http_core_main_conf_t.ports[]创建ngx_listenging_t实例，包括从ip地址到ngx_http_core_srv_conf的映射关系。

在ngx_http_init_listening()中，遍历ngx_http_core_main_conf_t.ports.addrs[]，

• 调用ngx_http_add_listening()。在ngx_http_add_listening()中,

  • 调用ngx_create_listening()。其中调用ngx_array_push()从init_cycle.listening[]数组中得到一个空闲的ngx_listening_t，然后初始化。
  • 将新的ngx_listening_t的请求处理函数设置为ngx_http_init_connection()。当客户端的连接请求到达时，读请求事件ngx_event_t.handler()被调用，这个handler()又调用ngx_http_init_connection()。

• 给ngx_listeing_t.servers[]分配空间，这是一个ngx_http_port_t结构。

• 调用ngx_http_add_addrs()，将addrs[]中的元素，加入ngx_http_port_t.addrs[]。这是一个ngx_http_in_addr_t数组。这里将ngx_http_in_addr_t.conf.default_server指向了ngx_http_core_main_conf_t.ports.addrs[].default_server。

4. ngx_open_listening_sockets()

ngx_open_listening_sockets()遍历init_cycle.listening[]数组，创建socket，绑定到指定的地址上，并开始监听。

5. ngx_configure_listening_sockets()

ngx_configure_listening_sockets()遍历init_cycle.listening[]，对之前创建的socket继续进行选项配置。

6. ngx_event_process_init()

ngx_event_process_init()前面已经列出。

这里进一步详细说明的是，

• 调用ngx_palloc()给init_cycle.connections[]数组分配空间。

• 调用ngx_palloc()为init_cycle.connections[]中的每个ngx_connection_t实例分配两个ngx_event_t，一个用于监听读、一个用于监听写。

• 遍历init_cycle.connections[]，将它与相应的两个ngx_event_t实例绑定到ngx_connection_t.read和ngx_connection_write。

• 当前init_cycle.connections[]中的ngx_connection_t实例都还没使用，所以将它链入init_cycle.free_connections。

• 遍历init_cycle.listening[]，调用ngx_get_connection()，为每个ngx_listening_t实例绑定一个ngx_connection_t实例，开始监听它。

  • 这里将ngx_connetion_t.read的处理函数指定为ngx_event_accept()，然后调用ngx_add_event()将ngx_connection_t.read加入监听列表。

7. ngx_process_events()

ngx_process_events()前面已经列出。

这里进一步说明的是，调用epoll_wait() 得到的事件epoll_event，与ngx_connetion_t实例相关联。这里遍历event_list[]，对其中的epoll_event，

• 得到关联的ngx_connection_t实例，根据事件类型，得到读/写的ngx_event_t实例。调用ngx_event_t::handler()。对于服务器监听端口的ngx_connection_t实例，是ngx_event_accept()。

8. ngx_event_accept()

服务器监听端口有连接请求到达时，调用ngx_event_accept()。

• 得到与ngx_event_t关联的ngx_listening_t实例。
• 调用accept()得到新的连接Socket句柄。
• 调用ngx_get_connection()，得到可用的ngx_connection_t实例，绑定socket句柄，并与ngx_listening_t实例绑定。
• 调用ngx_listening_t::handler()，这里是ngx_http_init_connection()。

9. 回顾ngx_http_add_listen()

在继续说明ngx_http_init_connection()之前，先回顾一下ngx_http_add_listen()。

创建server{}的配置数据结构时，调用ngx_http_core_listen()。得到server{}中的绑定地址后，调用ngx_http_add_listen() 加入ngx_http_core_main_conf.ports[]中。

这里涉及的数据结构如下。

• ngx_http_listen_opt_t保存地址信息，它的成员sockaddr包括协议族、端口和IP地址。
• ngx_http_conf_addr_t保存ngx_http_listen_opt_t，和对应的ngx_http_core_srv_conf_t实例，包括成员servers[]数组，和一个缺省的default_server。
• ngx_http_conf_port_t保存一组端口相同的地址信息。它的成员family是协议族，成员port是端口值，成员addrs[]则是一个ngx_http_conf_addr_t的数组。
• ngx_http_core_main_conf_t的成员ports[]保存一组不同的端口信息，也就是ngx_http_conf_port_t。

10. 回顾ngx_http_init_listening()

在继续说明ngx_http_init_connection()之前，先回顾一下ngx_http_init_listening()。

ngx_http_init_listening() 从ngx_http_core_main_conf_t.ports[]创建ngx_listenging_t实例，包括从ip地址到ngx_http_core_srv_conf的映射关系。

这里涉及的数据结构如下。

• ngx_http_in_addr_t的成员addr保存地址，成员conf是ngx_http_addr_conf_t，它的成员default_server，又指向ngx_http_core_srv_conf_t实例。
• ngx_http_port_t保存一组ngx_http_in_addr_t。ngx_listening_t又保存一组ngx_http_port_t。

所以，遍历ngx_listengint_t.servers[]，可以根据地址找到对应的ngx_http_core_srv_conf_t实例。

11. ngx_http_init_connection()

ngx_http_init_connection()初始化新的ngx_connection_t实例。

• 分配ngx_http_connection_t实例，并与ngx_connection_t实例关联。
• 如前所述，在ngx_http_core_main_conf_t.listening[].servers[]中，保存了地址和对应的ngx_http_core_srv_conf_t实例。遍历这个数组，找到与当前ngx_connection_t对应的ngx_http_in_addr_t实例。将ngx_http_connection_t.addr_conf指向ngx_http_core_main_conf中的相应值。

hc->addr_conf = &addr[i].conf;
hc->conf_ctx = hc->addr_conf->default_server->ctx;

• 设置ngx_connection_t的用于读的ngx_event_t实例。设置其ngx_event_::handler()为ngx_http_wait_request_handler()。
• 调用ngx_handle_read_event()，其中调用ngx_add_event()，开始监听ngx_connection_t的读事件。

12. ngx_process_events()

再一次回到ngx_process_events()。这一次当数据连接socket有数据可读时，调用ngx_event_t::handler()，这里是ngx_http_wait_request_handler()。ngx_http_wait_request_handler()就开始处理http请求了。

13. ngx_http_wait_request_handler()

当http请求数据到达时，调用ngx_http_wait_request_handler()。它接收请求数据并处理。

• 调用ngx_create_temp_buf()分配空间，作为接收数据的缓存。
• 调用ngx_connect_t::recv()接收数据。这里是ngx_unix_recv()。Ngx_unix_recv()调用recv()。
• 调用ngx_http_create_request()，创建ngx_http_request_t实例。
• 调用ngx_http_process_request_line()开始数据处理。

14. ngx_http_create_request()

ngx_http_create_request() 创建ngx_http_request_t实例。它调用ngx_http_alloc_request()分配ngx_http_request_t实例。其中设置ngx_http_request_t.main_conf、ngx_http_request_t.srv_conf、ngx_http_request_t.loc_conf。这是后面的ngx_http_request_t的上下文。

15. ngx_http_request_t

ngx_http_request_t是http请求处理过程中使用的结构。解析请求字符串得到的信息保存在这里。

如下是一个请求字符串的例子。

• 第一行GET /index.html HTTP/1.1是请求的地址，包括
  • method: GET。保存在ngx_http_request_t.method.
  • uri: /index.html。保存在ngx_http_request.uri_start
  • protocol: HTTP。保存在ngx_http_request.http_protocol
  • http version: 1.1。保存在ngx_http_request.http_major和ngx_http_request_.http_minor。

这行调用ngx_http_parse_request_line()解析。

后续行为header行，每一行是一个header，包括名字和值。这里的header名字有User-Agent、Accept、Host和Connection。保存在ngx_http_request.headers_in.headers。Header行调用ngx_http_parse_header_line()解析。

16. ngx_http_headers_in

全局数组ngx_http_headers_in[]中，保存与header行对应的处理函数。如下面的Host、User-Agent等。

ngx_http_header_t  ngx_http_headers_in[] = {
    { ngx_string("Host"), offsetof(ngx_http_headers_in_t, host),
        ngx_http_process_host },
    { ngx_string("User-Agent"), offsetof(ngx_http_headers_in_t, user_agent),
        ngx_http_process_user_agent },
......
};

17. ngx_http_init_headers_in_hash()

在ngx_http_init_headers_in_hash()中，

• 遍历ngx_http_headers_in[]，对其中的ngx_http_header_t实例，
  • 创建ngx_hash_key_t，保存到本地数组headers_in中。成员key设置为ngx_http_header_t.name；根据key计算成员key_hash；设置成员value指向ngx_http_header_t

ngx_array_t headers_in;

• 将本地变量hash关联到headers_in。并用它初始化ngx_http_core_main_conf_t.headers_in_hash，这是一个ngx_hash_t结构，也就是hash树。

ngx_hash_init_t hash;

所以最后的结果就是，全局数组ngx_http_headers_in[]的元素保存在ngx_http_core_main_conf_t.headers_in_hash中，访问速度变快了。

18. ngx_http_process_request_line ()

ngx_http_process_request_line()负责处理请求字符串。

在一个循环中，执行如下步骤：

• 调用ngx_http_read_request_header()，读取更多数据。
• 调用ngx_http_parse_request_line()，分解请求字符串各部分，并保存在ngx_http_request_t实例中。
• 调用ngx_http_process_request_headers()，继续处理http请求。

19. ngx_http_process_request_headers()

ngx_http_process_request_headers() 继续处理http请求。

• 在一个循环中，调用ngx_http_parse_header_line()解析header字符串，得到所有header，保存在ngx_http_request_t.headers_in。至此完成http请求字符串的解析。
• 调用ngx_hash_find()，根据http请求的名字，从ngx_http_core_main_conf_t.headers_in_hash，查询对应的ngx_http_header_t实例。前面已经说过，这里的headers_in_hash，来自全局变量ngx_http_headers_in[]。
• 然后调用处理函数ngx_http_header_t.handler()。如header名字为User-Agent，对应的处理函数是ngx_http_process_user_agent()。
• 调用ngx_http_process_request()，正式处理http请求。

20. ngx_http_process_request()

ngx_http_process_request() 处理http请求。它调用ngx_http_handler()，后者又调用ngx_http_core_run_phases()。

nginx将数据处理过程划分为几个阶段（phase），每个阶段可以挂接若干处理函数，ngx_http_core_run_phase() 按阶段调用这些函数。Nginx自身的nginx_module，用户自己的ngx_module，都可以挂接自己的处理函数。