【充电】《Nginx核心知识100讲》nginx 共享内存
所有worker进程协同工作的关键：共享内存
1.nginx 进程间的通讯方式
image.png
nginx进程间通讯有两种，信号跟共享内存，如果要做数据的同步只能用共享内存。
共享内存是nginx 跨worker通讯最有效的手段。只要我们需要一段业务逻辑在多个worker中同时生效，比如说做集群的流控上，必须使用共享内存，而不是在每一个worker的内存上操作。
2.锁
多个worker之间访问内存就会导致竞争所以我们需要加锁。
nginx早期还有关于信号量的锁。信号量是linux比较久远的进程同步方式。会导致进程进入休眠状态。现在大多数nginx版本中使用的都是自旋锁。而不会基于信号量。自旋锁，当这个锁的条件没有满足，这块内存被1号worker使用，2号worker进程获取锁的时候，只要1号进程没有释放锁，2号进程会一直在不听的请求这把锁。就好像如果是基于信号量的，早期nginx锁，假设锁住了一扇门，worker 进程1拿上了锁进入物理，worker 2发现里面有人，worker 2就会就地休息 等待woker进程1从门里出来后通知它。自旋锁不一样，woker 2会持续敲门，使用自旋锁就要求nginx模块必须快速的使用共享内存。也就是快速的取得锁，快速的释放锁。一旦出现有第三方模块不遵守这样的规则，就可能导致出现死锁或者性能下降的问题。
有了共享内存，会引入第二个问题。一个内存往往给许多对象使用的。如果在模块中手动的去编写分配，把这些内存给到不同的对象是非常繁琐的。于是使用slab内存管理器。
3.哪些官方模块使用了共享内存
image.png
- 主要使用这两种数据结构：
rbtree
想做限速或者流控场景时，我们不能容忍在内存中做的。比如一个worker对某个用户触发了流控、限速而其他worker 还不知道。所以，只能在共享内存中做。比如：ngx_limit_conn_module 、ngx_stream_limit_req_module。http cache 做反向代理时用的。
红黑树特点：插入跟删除特别快，当然也可以做遍历。这些模块都有一个特点，需要做快速的插入和删除。比如：发现了一个客户端，需要对它限速，如果限速达到了需要把客户端从限速数据结构容器中移出，都需要非常的快速。
单链表
把共享的元素串起来就可以了。
ngx_http_lua_api 是Openresty的核心模块。Openresty在这个模块中定义了一个sdk，这个sdk叫做 lua_shared_dict。
image.png
代码中，我们同时使用了红黑树以及链表
dogs（共享内存的名称，图中大小是10m） 使用红黑树保存每一个key value
为什么我们需要链表呢？Lua是应用代码，很容易产生限制。当我们达到10M限制的时候呢？lua_shared_dict 采用LRU淘汰。长时间不用的节点优先被淘汰掉。lua_shared_dict 对内存的使用同时满足了红黑树跟链表。
留言问题
1.共享内存使用的场景？什么时候使用，
作者回复
所有需要多worker进程协同配合的场景。例如upstream负载均衡算法，或者limit_conn、limit_req等。一般指令中有zone关键字都是共享内存。
2.老师，对于共享变量dogs，我们在配置文件中对dogs进行插入、删除、值更新的话，需要考虑锁的问题吗？
作者回复
不需要，在操作这个变量时，lua模块已经对变量使用了自旋锁
