nginx的進(jìn)程通信分為三種類(lèi)別：linux?系統(tǒng)與nginx?通信，?master?進(jìn)程與worker進(jìn)程通信，?worker進(jìn)程間通信。

master進(jìn)程管理worker進(jìn)程，本文將追溯nginx?的退出過(guò)程。

?

Linux信號(hào)

linux?系統(tǒng)與nginx是通過(guò)信號(hào)才進(jìn)行通信的，通過(guò)信號(hào)控制nginx重啟、關(guān)閉以及加載配置文件等。

?

信號(hào)發(fā)送流程

?

1.?發(fā)送信號(hào)

??? ./nginx –s quit? 向master進(jìn)程發(fā)送信號(hào)

?? 這里有一點(diǎn)是：執(zhí)行 ./nginx –s quit 實(shí)際上是新開(kāi)了一個(gè)master進(jìn)程，只不過(guò)它半路夭折了，即向原master發(fā)送信號(hào)后，

?? 它就死掉啦。它存在的意義就是向原master發(fā)送信號(hào)。

2.?獲取參數(shù)

??? nginx?通過(guò) -s?知道用戶(hù)要給nginx?發(fā)送信號(hào)，會(huì)有相應(yīng)的動(dòng)作。?

[cpp]?view plain?copy ?print?

ngx_get_options???

case?'s':??

if?(*p)?{??

????ngx_signal?=?(char?*)?p;??

??

}???

??

if?(ngx_strcmp(ngx_signal,?"stop")?==?0??

????||?ngx_strcmp(ngx_signal,?"quit")?==?0??

????||?ngx_strcmp(ngx_signal,?"reopen")?==?0??

????||?ngx_strcmp(ngx_signal,?"reload")?==?0)??

{??

????ngx_process?=?NGX_PROCESS_SIGNALLER;??

????goto?next;??

}??

3.?獲取pid

?

????要發(fā)送信號(hào)，需要知道m(xù)aster進(jìn)程的pid，那如何獲得呢？nginx?啟動(dòng)的時(shí)候?qū)⑵鋵?xiě)入了本地文件中。

[cpp]?view plain?copy ?print?

ngx_int_t??

ngx_signal_process(ngx_cycle_t?*cycle,?char?*sig)??

{??

????ccf?=?(ngx_core_conf_t?*)?ngx_get_conf(cycle->conf_ctx,?ngx_core_module);??

??

????file.name?=?ccf->pid;??

????file.fd?=?ngx_open_file(file.name.data,?NGX_FILE_RDONLY,??

????????????????????????????NGX_FILE_OPEN,?NGX_FILE_DEFAULT_ACCESS);??

??

????n?=?ngx_read_file(&file,?buf,?NGX_INT64_LEN?+?2,?0);??

????pid?=?ngx_atoi(buf,?++n);??

??

????return?ngx_os_signal_process(cycle,?sig,?pid);??

}??

?

file.name即為配置文件中指定pid所在的文件，該文件存放master的pid。通過(guò)配置文件中的pid字段，指明存放進(jìn)程id文件的地址。

4.?發(fā)送信號(hào)??

[cpp]?view plain?copy ?print?

?ngx_int_t??

ngx_os_signal_process(ngx_cycle_t?*cycle,?char?*name,?ngx_int_t?pid)??

{??

??????ngx_signal_t??*sig;??

??

??????for?(sig?=?signals;?sig->signo?!=?0;?sig++)?{??

??????????if?(ngx_strcmp(name,?sig->name)?==?0)?{??

??????????????if?(kill(pid,?sig->signo)?!=?-1)?{??

??????????????????return?0;??

??????????????}??

??????????}??

??????}??

??

??????return?1;??

}??

根據(jù)name到ngx_signal_t的名字中去匹配，找到信號(hào)，然后通過(guò)kill向master發(fā)送消息。

信號(hào)注冊(cè)流程

?

1. 信號(hào)定義

[cpp]?view plain?copy ?print?

typedef?struct?{??

int?????signo;??

????????char???*signame;??

????????char???*name;??

????????void??(*handler)(int?signo);??

}?ngx_signal_t;??

?

簡(jiǎn)單解釋一下，signo為信號(hào)的數(shù)字表示，而signame為信號(hào)的名字，name為nginx定義的信號(hào)名，handler為回調(diào)函數(shù)。比如：

?

[cpp]?view plain?copy ?print?

{?ngx_signal_value(NGX_SHUTDOWN_SIGNAL),??

??"SIG"?ngx_value(NGX_SHUTDOWN_SIGNAL),??

??"quit",??

???ngx_signal_handler?}??

轉(zhuǎn)換后為：{ SIGQUIT, ?"SIGQUIT",?"quit", ?ngx_signal_handler }， 具體語(yǔ)法規(guī)則見(jiàn)附錄。然后SIGQUIT會(huì)借助于預(yù)處理器進(jìn)行數(shù)字的對(duì)應(yīng)，

SIGQUIT為在signal.h中的宏定義。

?

2. 信號(hào)注冊(cè)

[cpp]?view plain?copy ?print?

ngx_int_t??

ngx_init_signals(ngx_log_t?*log)??

{??

????ngx_signal_t??????*sig;??

????struct?sigaction???sa;??

??

????for?(sig?=?signals;?sig->signo?!=?0;?sig++)?{??

????????ngx_memzero(&sa,?sizeof(struct?sigaction));??

????????sa.sa_handler?=?sig->handler;??

????????sigemptyset(&sa.sa_mask);??

????????if?(sigaction(sig->signo,?&sa,?NULL)?==?-1)?{??

????????????return?NGX_ERROR;??

????????}??

????}??

????return?NGX_OK;??

}??

signals?為ngx_signal_t?數(shù)組，內(nèi)部存放所有nginx會(huì)處理的信號(hào)。上述中，通過(guò)sigaction注冊(cè)信號(hào)。

?

3. 信號(hào)處理

[cpp]?view plain?copy ?print?

void??

ngx_signal_handler(int?signo)??

{??

????switch?(ngx_process)???

????case?NGX_PROCESS_MASTER:??

????????switch?(signo)???

????????case?ngx_signal_value(NGX_SHUTDOWN_SIGNAL):??

????????????ngx_quit?=?1;??

}??

設(shè)置全局變量ngx_quit 標(biāo)志為1.

?

4. 響應(yīng)信號(hào)

[cpp]?view plain?copy ?print?

void??

ngx_master_process_cycle(ngx_cycle_t?*cycle)??

{??

????sigemptyset(&set);??

????sigaddset(&set,?ngx_signal_value(NGX_SHUTDOWN_SIGNAL));??

??

????sigemptyset(&set);????

??

????for?(?;;?)?{??

????????sigsuspend(&set);??

?????

????????if?(ngx_quit)?{??

????????????ngx_signal_worker_processes(cycle,??

????????????????????????????????????????ngx_signal_value(NGX_SHUTDOWN_SIGNAL));??

????????????continue;??

????????}???

????}??

}??

sigsuspend將阻塞進(jìn)程，直到set中的信號(hào)到達(dá)為止。當(dāng)有信號(hào)達(dá)到，調(diào)用handler函數(shù)，然后ngx_quit被設(shè)置為1，

此時(shí)，通過(guò)ngx_signal_worker_processes 向工作進(jìn)程傳遞信號(hào)。

Socket通信

master進(jìn)程與worker進(jìn)程通過(guò)sockpair進(jìn)行通信。在nginx中，將這種通信定義為頻道，channel。

master就是通過(guò)頻道與worker進(jìn)程通信滴。

?

1. 頻道定義

[cpp]?view plain?copy ?print?

typedef?struct?{??

?????ngx_uint_t??command;??

?????ngx_pid_t???pid;??

?????ngx_int_t???slot;??

?????ngx_fd_t????fd;??

}?ngx_channel_t;??

?

2. 注冊(cè)頻道

?

其一：創(chuàng)建頻道，其實(shí)就是socketpair，在啟動(dòng)worker進(jìn)程的時(shí)候創(chuàng)建頻道

[cpp]?view plain?copy ?print?

ngx_pid_t??

ngx_spawn_process(ngx_cycle_t?*cycle,?ngx_spawn_proc_pt?proc,?void?*data,??

????char?*name,?ngx_int_t?respawn)??

{??

????socketpair(AF_UNIX,?SOCK_STREAM,?0,?ngx_processes[s].channel)?==?-1);??

????ngx_nonblocking(ngx_processes[s].channel[0])?==?-1);??

????ngx_nonblocking(ngx_processes[s].channel[1])?==?-1);??

?????????????

????ngx_channel?=?ngx_processes[s].channel[1];??

}??

在linux下，使用socketpair函數(shù)能夠創(chuàng)建一對(duì)套節(jié)字進(jìn)行進(jìn)程間通信（IPC）。

函數(shù)原形：
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>

int socketpair(int domain, int type, int protocol, int sv[2]);

參數(shù)1（domain）：表示協(xié)議族，在Linux下只能為AF_LOCAL或者AF_UNIX。（自從Linux 2.6.27后也支持SOCK_NONBLOCK和SOCK_CLOEXEC）
參數(shù)2（type）：表示協(xié)議，可以是SOCK_STREAM或者SOCK_DGRAM。SOCK_STREAM是基于TCP的，而SOCK_DGRAM是基于UDP的
參數(shù)3（protocol）：表示類(lèi)型，只能為0
參數(shù)4（sv[2]）：套節(jié)字柄對(duì)，該兩個(gè)句柄作用相同，均能進(jìn)行讀寫(xiě)雙向操作
返回結(jié)果： 0為創(chuàng)建成功，-1為創(chuàng)建失敗，并且errno來(lái)表明特定的錯(cuò)誤號(hào)，具體錯(cuò)誤號(hào)如下所述：

? ?EAFNOSUPPORT:本機(jī)上不支持指定的address。

? ?EFAULT： 地址sv無(wú)法指向有效的進(jìn)程地址空間內(nèi)。

? ?EMFILE： 已經(jīng)達(dá)到了系統(tǒng)限制文件描述符，或者該進(jìn)程使用過(guò)量的描述符。

? ?EOPNOTSUPP：指定的協(xié)議不支持創(chuàng)建套接字對(duì)。

? ?EPROTONOSUPPORT：本機(jī)不支持指定的協(xié)議。

注意：

1、該函數(shù)只能用于UNIX域（LINUX）下。
2、只能用于有親緣關(guān)系的進(jìn)程（或線(xiàn)程）間通信。
3、所創(chuàng)建的套節(jié)字對(duì)作用是一樣的，均能夠可讀可寫(xiě)（而管道PIPE只能進(jìn)行單向讀或?qū)?#xff09;。
4、在讀的時(shí)候，管道內(nèi)必須有內(nèi)容，否則將會(huì)阻塞；簡(jiǎn)而言之，該函數(shù)是阻塞的。
?

設(shè)置非阻塞，同時(shí)，將ngx_channel賦值。
其二：加入epoll等待數(shù)據(jù)到來(lái)，在worker進(jìn)程初始化的時(shí)候加入

[cpp]?view plain?copy ?print?

static?void??

ngx_worker_process_init(ngx_cycle_t?*cycle,?ngx_uint_t?priority)??

{??

????if?(ngx_add_channel_event(cycle,?ngx_channel,?NGX_READ_EVENT,??

??????????????????????????????ngx_channel_handler)??

????????==?NGX_ERROR)??

????{??

????????exit(2);??

????}??

}??

ngx_channel_handler為回調(diào)函數(shù)。

?

3. 發(fā)送消息

[cpp]?view plain?copy ?print?

static?void??

ngx_signal_worker_processes(ngx_cycle_t?*cycle,?int?signo)??

{??

????ngx_channel_t??ch;??

??

????switch?(signo)?{??

????case?ngx_signal_value(NGX_SHUTDOWN_SIGNAL):??

????????ch.command?=?NGX_CMD_QUIT;??

????????break;??

????}??

??

????for?(i?=?0;?i?<?ngx_last_process;?i++)??

????????????ngx_write_channel(ngx_processes[i].channel[0],??

??????????????????????????????????&ch,?sizeof(ngx_channel_t),?cycle->log)??

???????

}??

master進(jìn)程通過(guò)ngx_signal_woker_processes向worker進(jìn)程發(fā)送消息。

?

?

?

4. 響應(yīng)消息

[cpp]?view plain?copy ?print?

static?void??

ngx_channel_handler(ngx_event_t?*ev)??

{??

????c?=?ev->data;??

????for?(?;;?)?{??

??

????????n?=?ngx_read_channel(c->fd,?&ch,?sizeof(ngx_channel_t),?ev->log);??

????????switch?(ch.command)?{??

????????case?NGX_CMD_QUIT:??

????????????ngx_quit?=?1;??

????????????break;??

????????}??

????}??

}??

worker進(jìn)程通過(guò)ngx_read_channel讀取消息，然后根據(jù)command判斷是什么消息，同時(shí)設(shè)置worker進(jìn)程的ngx_quit變量。

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5. woker進(jìn)程受理

?

[cpp]?view plain?copy ?print?

static?void??

ngx_worker_process_cycle(ngx_cycle_t?*cycle,?void?*data)??

{??

????ngx_uint_t?????????i;??

????ngx_connection_t??*c;??

??

????for?(?;;?)?{??

????????ngx_process_events_and_timers(cycle);??

????????if?(ngx_quit)?{??

????????????ngx_quit?=?0;??

??

????????????if?(!ngx_exiting)?{??

????????????????ngx_close_listening_sockets(cycle);??

????????????????ngx_exiting?=?1;??

????????????}??

????????}??

?

worker內(nèi)部ngx_worker_process_cycle為一個(gè)循環(huán)，處理事件，當(dāng)檢測(cè)到退出標(biāo)志后，做相應(yīng)處理

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共享內(nèi)存

?

worker進(jìn)程間則是通過(guò)比較快速的共享內(nèi)存進(jìn)行通信。

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1. mmap 匿名

? 即不與文件關(guān)聯(lián)，不需要?jiǎng)?chuàng)建文件刪除文件，簡(jiǎn)單高效。但有可能有些系統(tǒng)不支持，所以若不支持，采用第二種方案。

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2.mmap /dev/zero

? 與字符設(shè)備/dev/zero關(guān)聯(lián)，相當(dāng)于打開(kāi)一個(gè)文件，但mac os不支持，所以采用第三種方式。

? fd = open(“/dev/zero”, O_RDWR);

? mmap(NULL, sizeof(int), PROT_READ |PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0).

?

3.shmget 古老的system v獲取

? 繁瑣，但所有系統(tǒng)都支持

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由master進(jìn)程創(chuàng)建共享變量，worker進(jìn)程共享。nginx?解決驚群?jiǎn)栴}，是通過(guò)設(shè)置互斥鎖，

只有擁有互斥鎖的工作進(jìn)程才能擔(dān)負(fù)與客戶(hù)建立連接的任務(wù)，這個(gè)互斥鎖就放于共享內(nèi)存中。

另外，ngin統(tǒng)計(jì)連接數(shù)，這個(gè)全局變量也放于共享內(nèi)存中，多個(gè)工作進(jìn)程可以去改寫(xiě)這個(gè)變量，

當(dāng)然，需要一些互斥機(jī)制。

?

共享內(nèi)存一個(gè)小例子：

?

[cpp]?view plain?copy ?print?

#include?<stdio.h>??

#include?<stdlib.h>??

#include?<sys/mman.h>??

#include?<unistd.h>??

#include?<fcntl.h>??

??

int??

main(int?argc,?char?*argv[])??

{??

????int?*num;??

????pid_t?pid;??

??

??????

????num?=?(int*)?mmap(NULL,?sizeof(int),?PROT_READ?|?PROT_WRITE,??

??????????????????????MAP_SHARED?|?MAP_ANONYMOUS,?0,?0);??

??????

????if?((pid?=?fork())?<?0)?{??

????????perror("fork?error");??

????????exit(0);??

????}?else?if?(pid?==?0)?{??

????????*num?+=?5;??

????????exit(0);??

????}??

??????

????waitpid(pid,?NULL,?0);??

????printf("father?get?data:?%d\n",?*num);??

???????

????return?0;??

}??

?

?

?

附錄

?

1. #轉(zhuǎn)換為字符

? 在define宏定義中，#代表將參數(shù)轉(zhuǎn)換成字符串， 即“ ”.

? #definevalue(n)? #n

?char *str = value(12345);? è str = “12345”

?

2. ##連接成一個(gè)token

? 在define宏定義中，兩個(gè)##表示將參數(shù)連接起來(lái)構(gòu)成一個(gè)標(biāo)示符

?#define value(n)?? val##n

? intval1 = 3;

?printf(“%d\n”, value(1));?? è val1

?

3. 字符串連接

?? //C語(yǔ)言中，“ ”表示空串?? 不準(zhǔn)確

??char *str = “123”?? “456”;

?? 等效

??char *str = “123456”;

?? 解析： 相當(dāng)“123”?? “456”?紅色是一對(duì)，空串省略

?

4.?為什么worker?與master采用socketpair進(jìn)行通信

???? worker進(jìn)程有一個(gè)循環(huán)，在不停的處理請(qǐng)求，怎樣接收master發(fā)送的數(shù)據(jù)呢。而socketpair為一種套接字，將它加入epoll中，通過(guò)事件模塊獲取該套接字，進(jìn)行處理。ngx_write_channel將數(shù)據(jù)寫(xiě)入channel。而在ngx_process_cycle.c->ngx_worker_process_init初始化的時(shí)候，已經(jīng)調(diào)用ngx_add_channel_event將套接字寫(xiě)入epoll中，后續(xù)向套接字寫(xiě)數(shù)據(jù)，epoll能檢測(cè)到，并調(diào)用注冊(cè)的回調(diào)函數(shù)ngx_channel_handler，將相應(yīng)標(biāo)志位設(shè)1（ngx_quit）。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的NGINX 进程通信机制的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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