nginx 工作原理
一.nginx的模型介绍
1.nginx进程模型
进程模型
Nginx 服务器，正常运行过程中针对进程的了解：
1.多进程：一个 Master 进程、多个 Worker 进程
2.Master 进程：管理 Worker 进程
对外接口：接收外部的操作（信号）
对内转发：根据外部的操作的不同，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 程
3.Worker 进程：所有 Worker 进程都是平等的
实际处理：网络请求，由 Worker 进程处理；
Worker 进程数量：在 nginx.conf 中配置，一般设置为核心数，充分利用 CPU 资源，同时，避免进程数量过多，避免进程竞争 CPU 资源，增加上下文切换的耗。
2.master进程工作细节：
1）Master建立listen 的socket (listenfd-监听文件描述符)
2） Master，fork 出Worker进程(fork: 进程镜像)
3）新请求到来时，所有Worker进程的listenfd都变为可读;
4.）Worker进程，竞争accept mutex,获胜的注册listenfd 的读事件
5） Worker进程，在读事件中，accept 当前连接，并处理请求
3.woker进程工作细节：
1.）新请求到来时，所有Worker进程的listenfd都变为可读:
2.）Worker进程，竞争accept mutex, 获胜的注册listenfd的读事件
3.）Worker进程，在读事件中，accept 当前连接;
4.）Worker进程，读取请求、解析请求、处理请求、进行响应
4.nginx中http连接建立和请求处理过程：
1）Nginx 启动时，Master 进程，加载配置文件
2）Master 进程，初始化监听的 socket
3）Master 进程，fork 出多个 Worker 进程
4）Worker 进程，竞争新的连接，获胜方通过三次握手，建立 Socket 连接，并处理请求
二.Nginx 的事件处理模型
Nginx 的事件处理模型
三.模块化体系结构
模块化体系结构
常见的模块：
event module: 搭建了独立于操作系统的事件处理机制的框架，及提供了各具体事件的处理。包括ngx_events_module， ngx_event_core_module和ngx_epoll_module等。nginx具体使用何种事件处理模块，这依赖于具体的操作系统和编译选项。
output filter: 也称为filter模块，主要是负责对输出的内容进行处理，可以对输出进行修改。例如，可以实现对输出的所有html页面增加预定义的footbar一类的工作，或者对输出的图片的URL进行替换之类的工作。
upstream: upstream模块实现反向代理的功能，将真正的请求转发到后端服务器上，并从后端服务器上读取响应，发回客户端。upstream模块是一种特殊的handler，只不过响应内容不是真正由自己产生的，而是从后端服务器上读取的。
load-balancer: 负载均衡模块，实现特定的算法，在众多的后端服务器中，选择一个服务器出来作为某个请求的转发服务器。
phase handler: 此类型的模块也被直接称为handler模块。主要负责处理客户端请求并产生待响应内容，比如ngx_http_static_module模块，负责客户端的静态页面请求处理并将对应的磁盘文件准备为响应内容输出。
补充信息：
1..关于IO多路复用（nginx）和阻塞多进程或线程（apache）的介绍
IO多路复用: 一个 线程，跟踪多个 socket 状态，哪个就绪，就读写哪个
适用场景：
IO 多路复用：单个连接的请求处理速度没有优势
1）大并发量：只使用一个线程，处理大量的并发请求，降低上下文环境切换损耗，也不需要考虑并发问题，相对可以处理更多的请求；
2）消耗更少的系统资源（不需要线程调度开销）
3）适用于长连接的情况（多线程模式长连接容易造成线程过多，造成频繁调度）
阻塞 IO + 多线程：每一个请求，新建一个服务线程
适用场景：
阻塞IO + 多线程：实现简单，可以不依赖系统调用。
1）每个线程，都需要时间和空间；
2）线程数量增长时，线程调度开销指数增长
2.关于IO 多路复用机制-select，poll，epoll-的简单介绍
select：
系统调用 代码内容:
int select(int maxfdp,fd_set *readfds,fd_set *writefds,fd_set *errorfds,struct timeval *timeout);
查询 fd_set 中，是否有就绪的 fd，可以设定一个超时时间，当有 fd (File descripter) 就绪或超时返回；
fd_set 是一个位集合，大小是在编译内核时的常量，默认大小为 1024
特点：
连接数限制，fd_set 可表示的 fd 数量太小了；
线性扫描：判断 fd 是否就绪，需要遍历一边 fd_set；
数据复制：用户空间和内核空间，复制连接就绪状态信息
poll：
系统调用代码内容：int poll(struct pollfd fds[], nfds_t nfds, int timeout)；
特点：
解决了连接数限制：poll 中将 select 中的 fd_set 替换成了一个 pollfd 数组，解决 fd 数量过小的问题
数据复制：用户空间和内核空间，复制连接就绪状态信息
epoll： event 事件驱动
特点:
事件机制：避免线性扫描:为每个 fd，注册一个监听事件,fd 变更为就绪时，将 fd 添加到就绪链表
fd 数量：无限制（OS 级别的限制，单个进程能打开多少个 fd）
总结-select，poll，epoll---：
1.) I/O多路复用的机制；
2.) I/O多路复用就通过一种机制，可以监视多个描述符，一旦某个描述符就绪（一般是读就绪或者写就绪），能够通知程序进行相应的读写操作。
3)但select，poll，epoll本质上都是同步I/O：
A.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，用户进程是阻塞的；
B.异步 IO，无需用户进程负责读写，异步IO，会负责从内核空间拷贝到用户空间；
