Nginx 事件模块

末蓝、 2022-08-06 11:11 155阅读 0赞

## 概述 ##

Nginx 是以事件的触发来驱动的，事件驱动模型主要包括事件收集、事件发送、事件处理（即事件管理）三部分。在Nginx 的工作进程中主要关注的事件是 IO 网络事件 和 定时器事件。在生成的  objs 目录文件中，其中ngx\_modules.c 文件的内容是 Nginx 各种模块的执行顺序，我们可以从该文件的内容中看到事件模块的执行顺序为以下所示：注意：由于是在 Linux 系统下，所以支持具体的  epoll 事件模块，接下来的文章结构按照以下顺序来写。

extern ngx_module_t  ngx_events_module;
    extern ngx_module_t  ngx_event_core_module;
    extern ngx_module_t  ngx_epoll_module;

## 事件模块接口 ##

### ngx\_event\_module\_t 结构体 ###

在 Nginx 中，结构体  ngx\_module\_t 是 Nginx 模块最基本的接口。对于每一种不同类型的模块，都有一个具体的结构体来描述这一类模块的通用接口，该接口由ngx\_module\_t 中的成员 ctx 管理。在  Nginx 中定义了事件模块的通用接口ngx\_event\_module\_t 结构体，该结构体定义在文件[src/event/ngx\_event.h][src_event_ngx_event.h] 中：

/* 事件驱动模型通用接口ngx_event_module_t结构体 */
    typedef struct {
        /* 事件模块名称 */
        ngx_str_t              *name;
    
        /* 解析配置项前调用，创建存储配置项参数的结构体 */
        void                 *(*create_conf)(ngx_cycle_t *cycle);
        /* 完成配置项解析后调用，处理当前事件模块感兴趣的全部配置 */
        char                 *(*init_conf)(ngx_cycle_t *cycle, void *conf);
    
        /* 每个事件模块具体实现的方法，有10个方法，即IO多路复用模型的统一接口 */
        ngx_event_actions_t     actions;
    } ngx_event_module_t;

在 ngx\_event\_module\_t 结构体中actions 的类型是 ngx\_event\_actions\_t 结构体，该成员结构实现了事件驱动模块的具体方法。该结构体定义在文件 [ src/event/ngx\_event.h][src_event_ngx_event.h] 中：

/* IO多路复用模型的统一接口 */
    typedef struct {
        /* 添加事件，将某个描述符的某个事件添加到事件驱动机制监控描述符集中 */
        ngx_int_t  (*add)(ngx_event_t *ev, ngx_int_t event, ngx_uint_t flags);
        /* 删除事件，将某个描述符的某个事件从事件驱动机制监控描述符集中删除 */
        ngx_int_t  (*del)(ngx_event_t *ev, ngx_int_t event, ngx_uint_t flags);
    
        /* 启动对某个指定事件的监控 */
        ngx_int_t  (*enable)(ngx_event_t *ev, ngx_int_t event, ngx_uint_t flags);
        /* 禁用对某个指定事件的监控 */
        ngx_int_t  (*disable)(ngx_event_t *ev, ngx_int_t event, ngx_uint_t flags);
    
        /* 将指定连接所关联的描述符添加到事件驱动机制监控中 */
        ngx_int_t  (*add_conn)(ngx_connection_t *c);
        /* 将指定连接所关联的描述符从事件驱动机制监控中删除 */
        ngx_int_t  (*del_conn)(ngx_connection_t *c, ngx_uint_t flags);
    
        /* 监控事件是否发生变化，仅用在多线程环境中 */
        ngx_int_t  (*process_changes)(ngx_cycle_t *cycle, ngx_uint_t nowait);
        /* 等待事件的发生，并对事件进行处理 */
        ngx_int_t  (*process_events)(ngx_cycle_t *cycle, ngx_msec_t timer,
                       ngx_uint_t flags);
    
        /* 初始化事件驱动模块 */
        ngx_int_t  (*init)(ngx_cycle_t *cycle, ngx_msec_t timer);
        /* 在退出事件驱动模块前调用该函数回收资源 */
        void       (*done)(ngx_cycle_t *cycle);
    } ngx_event_actions_t;

### ngx\_event\_t 结构体 ###

在 Nginx 中，每一个具体事件的定义由结构体ngx\_event\_t 来表示，该结构体 ngx\_event\_t 用来保存具体事件。该结构体定义在文件 [ src/event/ngx\_event.h][src_event_ngx_event.h] 中：

/* 描述每一个事件的ngx_event_t结构体 */
    struct ngx_event_s {
        /* 事件相关对象的数据，通常指向ngx_connect_t连接对象 */
        void            *data;
    
        /* 标志位，为1表示事件可写，即当前对应的TCP连接状态可写 */
        unsigned         write:1;
    
        /* 标志位，为1表示事件可以建立新连接 */
        unsigned         accept:1;
    
        /* used to detect the stale events in kqueue, rtsig, and epoll */
        unsigned         instance:1;
    
        /*
         * the event was passed or would be passed to a kernel;
         * in aio mode - operation was posted.
         */
        /* 标志位，为1表示事件处于活跃状态 */
        unsigned         active:1;
    
        /* 标志位，为1表示禁用事件 */
        unsigned         disabled:1;
    
        /* the ready event; in aio mode 0 means that no operation can be posted */
        /* 标志位，为1表示当前事件已经准备就绪 */
        unsigned         ready:1;
    
        /* 该标志位只用于kqueue,eventport模块，对Linux上的驱动模块没有任何意义 */
        unsigned         oneshot:1;
    
        /* aio operation is complete */
        /* 该标志位用于异步AIO事件处理 */
        unsigned         complete:1;
    
        /* 标志位，为1表示当前处理的字符流已经结束 */
        unsigned         eof:1;
        /* 标志位，为1表示当前事件处理过程中出错 */
        unsigned         error:1;
    
        /* 标志位，为1表示当前事件已超时 */
        unsigned         timedout:1;
        /* 标志位，为1表示当前事件存在于定时器中 */
        unsigned         timer_set:1;
    
        /* 标志位，为1表示当前事件需要延迟处理 */
        unsigned         delayed:1;
    
        /*
         * 标志位，为1表示TCP建立需要延迟，即完成建立TCP连接的三次握手后，
         * 不会立即建立TCP连接，直到接收到数据包才建立TCP连接；
         */
        unsigned         deferred_accept:1;
    
        /* the pending eof reported by kqueue, epoll or in aio chain operation */
        /* 标志位，为1表示等待字符流结束 */
        unsigned         pending_eof:1;
    
        /* 标志位，为1表示处理post事件 */
        unsigned         posted:1;
    
    #if (NGX_WIN32)
        /* setsockopt(SO_UPDATE_ACCEPT_CONTEXT) was successful */
        unsigned         accept_context_updated:1;
    #endif
    
    #if (NGX_HAVE_KQUEUE)
        unsigned         kq_vnode:1;
    
        /* the pending errno reported by kqueue */
        int              kq_errno;
    #endif
    
        /*
         * kqueue only:
         *   accept:     number of sockets that wait to be accepted
         *   read:       bytes to read when event is ready
         *               or lowat when event is set with NGX_LOWAT_EVENT flag
         *   write:      available space in buffer when event is ready
         *               or lowat when event is set with NGX_LOWAT_EVENT flag
         *
         * iocp: TODO
         *
         * otherwise:
         *   accept:     1 if accept many, 0 otherwise
         */
    
    #if (NGX_HAVE_KQUEUE) || (NGX_HAVE_IOCP)
        int              available;
    #else
        /* 标志位，在epoll事件机制中表示一次尽可能多地建立TCP连接 */
        unsigned         available:1;
    #endif
    
        /* 当前事件发生时的处理方法 */
        ngx_event_handler_pt  handler;
    
    
    #if (NGX_HAVE_AIO)
    
    #if (NGX_HAVE_IOCP)
        ngx_event_ovlp_t ovlp;
    #else
        /* Linux系统aio机制中定义的结构体 */
        struct aiocb     aiocb;
    #endif
    
    #endif
    
        /* epoll机制不使用该变量 */
        ngx_uint_t       index;
    
        /* 日志记录 */
        ngx_log_t       *log;
    
        /* 定时器 */
        ngx_rbtree_node_t   timer;
    
        /* the posted queue */
        ngx_queue_t      queue;
    
        /* 标志位，为1表示当前事件已经关闭 */
        unsigned         closed:1;
    
        /* to test on worker exit */
        unsigned         channel:1;
        unsigned         resolver:1;
    
        unsigned         cancelable:1;
    
    
    #if 0
    
        /* the threads support */
    
        /*
         * the event thread context, we store it here
         * if $(CC) does not understand __thread declaration
         * and pthread_getspecific() is too costly
         */
    
        void            *thr_ctx;
    
    #if (NGX_EVENT_T_PADDING)
    
        /* event should not cross cache line in SMP */
    
        uint32_t         padding[NGX_EVENT_T_PADDING];
    #endif
    #endif
    };

在每个事件结构体 ngx\_event\_t 最重要的成员是handler 回调函数，该回调函数定义了当事件发生时的处理方法。该回调方法原型在文件[src/core/ngx\_core.h][src_core_ngx_core.h] 中：

typedef void (*ngx_event_handler_pt)(ngx_event_t *ev);

### ngx\_connection\_t 结构体 ###

当客户端向 Nginx 服务器发起连接请求时，此时若Nginx 服务器被动接收该连接，则相对 Nginx 服务器来说称为被动连接，被动连接的表示由基本数据结构体 ngx\_connection\_t 完成。该结构体定义在文件 [ src/core/ngx\_connection.h][src_core_ngx_connection.h] 中：

/* TCP连接结构体 */
    struct ngx_connection_s {
        /*
         * 当Nginx服务器产生新的socket时，
         * 都会创建一个ngx_connection_s 结构体，
         * 该结构体用于保存socket的属性和数据；
         */
    
        /*
         * 当连接未被使用时，data充当连接池中空闲连接表中的next指针；
         * 当连接被使用时，data的意义由具体Nginx模块决定；
         */
        void               *data;
        /* 设置该链接的读事件 */
        ngx_event_t        *read;
        /* 设置该连接的写事件 */
        ngx_event_t        *write;
    
        /* 用于设置socket的套接字描述符 */
        ngx_socket_t        fd;
    
        /* 接收网络字符流的方法，是一个函数指针，指向接收函数 */
        ngx_recv_pt         recv;
        /* 发送网络字符流的方法，是一个函数指针，指向发送函数 */
        ngx_send_pt         send;
        /* 以ngx_chain_t链表方式接收网络字符流的方法 */
        ngx_recv_chain_pt   recv_chain;
        /* 以ngx_chain_t链表方式发送网络字符流的方法 */
        ngx_send_chain_pt   send_chain;
    
        /*
         * 当前连接对应的ngx_listening_t监听对象，
         * 当前连接由ngx_listening_t成员的listening监听端口的事件建立；
         * 成员connection指向当前连接；
         */
        ngx_listening_t    *listening;
    
        /* 当前连接已发生的字节数 */
        off_t               sent;
    
        /* 记录日志 */
        ngx_log_t          *log;
    
        /* 内存池 */
        ngx_pool_t         *pool;
    
        /* 对端的socket地址sockaddr属性*/
        struct sockaddr    *sockaddr;
        socklen_t           socklen;
        /* 字符串形式的IP地址 */
        ngx_str_t           addr_text;
    
        ngx_str_t           proxy_protocol_addr;
    
    #if (NGX_SSL)
        ngx_ssl_connection_t  *ssl;
    #endif
    
        /* 本端的监听端口对应的socket的地址sockaddr属性 */
        struct sockaddr    *local_sockaddr;
        socklen_t           local_socklen;
    
        /* 用于接收、缓存对端发来的字符流 */
        ngx_buf_t          *buffer;
    
        /*
         * 表示将当前连接作为双向连接中节点元素，
         * 添加到ngx_cycle_t结构体的成员
         * reuseable_connections_queue的双向链表中；
         */
        ngx_queue_t         queue;
    
        /* 连接使用次数 */
        ngx_atomic_uint_t   number;
    
        /* 处理请求的次数 */
        ngx_uint_t          requests;
    
        unsigned            buffered:8;
    
        unsigned            log_error:3;     /* ngx_connection_log_error_e */
    
        /* 标志位，为1表示不期待字符流结束 */
        unsigned            unexpected_eof:1;
        /* 标志位，为1表示当前连接已经超时 */
        unsigned            timedout:1;
        /* 标志位，为1表示处理连接过程出错 */
        unsigned            error:1;
        /* 标志位，为1表示当前TCP连接已经销毁 */
        unsigned            destroyed:1;
    
        /* 标志位，为1表示当前连接处于空闲状态 */
        unsigned            idle:1;
        /* 标志位，为1表示当前连接可重用 */
        unsigned            reusable:1;
        /* 标志为，为1表示当前连接已经关闭 */
        unsigned            close:1;
    
        /* 标志位，为1表示正在将文件的数据发往对端 */
        unsigned            sendfile:1;
        /*
         * 标志位，若为1，则表示只有连接对应的发送缓冲区满足最低设置的阈值时，
         * 事件驱动模块才会分发事件；
         */
        unsigned            sndlowat:1;
        unsigned            tcp_nodelay:2;   /* ngx_connection_tcp_nodelay_e */
        unsigned            tcp_nopush:2;    /* ngx_connection_tcp_nopush_e */
    
        unsigned            need_last_buf:1;
    
    #if (NGX_HAVE_IOCP)
        unsigned            accept_context_updated:1;
    #endif
    
    #if (NGX_HAVE_AIO_SENDFILE)
        /* 标志位，为1表示使用异步IO方式将磁盘文件发送给网络连接的对端 */
        unsigned            aio_sendfile:1;
        unsigned            busy_count:2;
        /* 使用异步IO发送文件时，用于待发送的文件信息 */
        ngx_buf_t          *busy_sendfile;
    #endif
    
    #if (NGX_THREADS)
        ngx_atomic_t        lock;
    #endif
    };

在处理请求的过程中，若 Nginx 服务器主动向上游服务器建立连接，完成连接建立并与之进行通信，这种相对Nginx 服务器来说是一种主动连接，主动连接由结构体 ngx\_peer\_connection\_t 表示，但是该结构体  ngx\_peer\_connection\_t 也是 ngx\_connection\_t 结构体的封装。该结构体定义在文件[src/event/ngx\_event\_connect.h][src_event_ngx_event_connect.h] 中：

/* 主动连接的结构体 */
    struct ngx_peer_connection_s {
        /* 这里是对ngx_connection_t连接结构体的引用 */
        ngx_connection_t                *connection;
    
        /* 远端服务器的socket的地址sockaddr信息 */
        struct sockaddr                 *sockaddr;
        socklen_t                        socklen;
        /* 远端服务器的名称 */
        ngx_str_t                       *name;
    
        /* 连接重试的次数 */
        ngx_uint_t                       tries;
    
        /* 获取连接的方法 */
        ngx_event_get_peer_pt            get;
        /* 释放连接的方法 */
        ngx_event_free_peer_pt           free;
        /* 配合get、free使用 */
        void                            *data;
    
    #if (NGX_SSL)
        ngx_event_set_peer_session_pt    set_session;
        ngx_event_save_peer_session_pt   save_session;
    #endif
    
    #if (NGX_THREADS)
        ngx_atomic_t                    *lock;
    #endif
    
        /* 本地地址信息 */
        ngx_addr_t                      *local;
    
        /* 接收缓冲区 */
        int                              rcvbuf;
    
        /* 记录日志 */
        ngx_log_t                       *log;
    
        /* 标志位，为1表示connection连接已经缓存 */
        unsigned                         cached:1;
    
                                         /* ngx_connection_log_error_e */
        unsigned                         log_error:2;
    };

## ngx\_events\_module 核心模块 ##

### ngx\_events\_module 核心模块的定义 ###

ngx\_events\_module 模块是事件的核心模块，该模块的功能是：定义新的事件类型，并为每个事件模块定义通用接口ngx\_event\_module\_t 结构体，管理事件模块生成的配置项结构体，并解析事件类配置项。首先，看下该模块在文件[src/event/ngx\_event.c][src_event_ngx_event.c] 中的定义：

/* 定义事件核心模块 */
    ngx_module_t  ngx_events_module = {
        NGX_MODULE_V1,
        &ngx_events_module_ctx,                /* module context */
        ngx_events_commands,                   /* module directives */
        NGX_CORE_MODULE,                       /* module type */
        NULL,                                  /* init master */
        NULL,                                  /* init module */
        NULL,                                  /* init process */
        NULL,                                  /* init thread */
        NULL,                                  /* exit thread */
        NULL,                                  /* exit process */
        NULL,                                  /* exit master */
        NGX_MODULE_V1_PADDING
    };

其中，模块的配置项指令结构 ngx\_events\_commands 决定了该模块的功能。配置项指令结构ngx\_events\_commands 在文件 [ src/event/ngx\_event.c][src_event_ngx_event.c] 中定义如下：

/* 配置项结构体数组 */
    static ngx_command_t  ngx_events_commands[] = {
    
        { ngx_string("events"),
          NGX_MAIN_CONF|NGX_CONF_BLOCK|NGX_CONF_NOARGS,
          ngx_events_block,
          0,
          0,
          NULL },
    
          ngx_null_command
    };

从配置项结构体中可以知道，该模块只对 events\{...\} 配置块感兴趣，并定义了管理事件模块的方法ngx\_events\_block；ngx\_events\_block 方法在文件[src/event/ngx\_event.c][src_event_ngx_event.c] 中定义：

/* 管理事件模块 */
    static char *
    ngx_events_block(ngx_conf_t *cf, ngx_command_t *cmd, void *conf)
    {
        char                 *rv;
        void               ***ctx;
        ngx_uint_t            i;
        ngx_conf_t            pcf;
        ngx_event_module_t   *m;
    
        if (*(void **) conf) {
            return "is duplicate";
        }
    
        /* count the number of the event modules and set up their indices */
    
        /* 计算模块类中模块的总数，并初始化模块在模块类中的序号 */
        ngx_event_max_module = 0;
        for (i = 0; ngx_modules[i]; i++) {
            if (ngx_modules[i]->type != NGX_EVENT_MODULE) {
                continue;
            }
    
            ngx_modules[i]->ctx_index = ngx_event_max_module++;
        }
    
        ctx = ngx_pcalloc(cf->pool, sizeof(void *));
        if (ctx == NULL) {
            return NGX_CONF_ERROR;
        }
    
        /* 分配指针数组，用于存储所有事件模块生成的配置项结构体指针 */
        *ctx = ngx_pcalloc(cf->pool, ngx_event_max_module * sizeof(void *));
        if (*ctx == NULL) {
            return NGX_CONF_ERROR;
        }
    
        *(void **) conf = ctx;
    
        /* 若是事件模块，并且定义了create_conf方法，则调用该方法创建存储配置项参数的结构体 */
        for (i = 0; ngx_modules[i]; i++) {
            if (ngx_modules[i]->type != NGX_EVENT_MODULE) {
                continue;
            }
    
            m = ngx_modules[i]->ctx;
    
            if (m->create_conf) {
                (*ctx)[ngx_modules[i]->ctx_index] = m->create_conf(cf->cycle);
                if ((*ctx)[ngx_modules[i]->ctx_index] == NULL) {
                    return NGX_CONF_ERROR;
                }
            }
        }
    
        /* 初始化配置项结构体cf */
        pcf = *cf;
        cf->ctx = ctx;/* 描述事件模块的配置项结构 */
        cf->module_type = NGX_EVENT_MODULE;/* 当前解析指令的模块类型 */
        cf->cmd_type = NGX_EVENT_CONF;/* 当前解析指令的指令类型 */
    
        /* 为所有事件模块解析配置文件nginx.conf中的event{}块中的指令 */
        rv = ngx_conf_parse(cf, NULL);
    
        *cf = pcf;
    
        if (rv != NGX_CONF_OK)
            return rv;
    
        /* 遍历所有事件模块，若定义了init_conf方法，则调用该方法用于处理事件模块感兴趣的配置项 */
        for (i = 0; ngx_modules[i]; i++) {
            if (ngx_modules[i]->type != NGX_EVENT_MODULE) {
                continue;
            }
    
            m = ngx_modules[i]->ctx;
    
            if (m->init_conf) {
                rv = m->init_conf(cf->cycle, (*ctx)[ngx_modules[i]->ctx_index]);
                if (rv != NGX_CONF_OK) {
                    return rv;
                }
            }
        }
    
        return NGX_CONF_OK;
    }

另外，在 ngx\_events\_module 模块的定义中有一个成员ctx 指向了核心模块的通用接口结构。核心模块的通用接口结构体定义在文件[src/core/ngx\_conf\_file.h][src_core_ngx_conf_file.h] 中：

/* 核心模块的通用接口结构体 */
    typedef struct {
        /* 模块名称 */
        ngx_str_t             name;
        /* 解析配置项前，调用该方法 */
        void               *(*create_conf)(ngx_cycle_t *cycle);
        /* 完成配置项解析后，调用该函数 */
        char               *(*init_conf)(ngx_cycle_t *cycle, void *conf);
    } ngx_core_module_t;

因此，ngx\_events\_module 作为核心模块，必须定义核心模块的通用接口结构。ngx\_events\_module 模块的核心模块通用接口在文件[src/event/ngx\_event.c][src_event_ngx_event.c] 中定义：

/* 实现核心模块通用接口 */
    static ngx_core_module_t  ngx_events_module_ctx = {
        ngx_string("events"),
        NULL,
        /*
         * 以前的版本这里是NULL，现在实现了一个获取events配置项的函数，*
         * 但是没有什么作用，因为每个事件模块都会去获取events配置项，
         * 并进行解析与处理；
         */
        ngx_event_init_conf
    };

### 所有事件模块的配置项管理 ###

Nginx 服务器在结构体  ngx\_cycle\_t 中定义了一个四级指针成员 conf\_ctx，整个Nginx 模块都是使用该四级指针成员管理模块的配置项结构，以下events 模块为例对该四级指针成员进行简单的分析，如下图所示：

![Center][]

每个事件模块可以通过宏定义 ngx\_event\_get\_conf 获取它在create\_conf 中分配的结构体的指针；该宏中定义如下：

#define ngx_event_get_conf(conf_ctx, module) \
    (*(ngx_get_conf(conf_ctx, ngx_events_module))) [module.ctx_index];
    
    /* 其中 ngx_get_conf 定义如下 */
    #define ngx_get_conf(conf_ctx, module) conf_ctx[module.index]

从上面的宏定义可以知道，每个事件模块获取自己在 create\_conf 中分配的结构体的指针，只需在ngx\_event\_get\_conf 传入参数 ngx\_cycle\_t 中的  conf\_ctx 成员，并且传入自己模块的名称即可获取自己分配的结构体指针。

## ngx\_event\_core\_module 事件模块 ##

ngx\_event\_core\_module 模块是一个事件类型的模块，它在所有事件模块中的顺序是第一，是其它事件类模块的基础。它主要完成以下任务：

1.  创建连接池；
2.  决定使用哪些事件驱动机制；
3.  初始化将要使用的事件模块；

### ngx\_event\_conf\_t 结构体 ###

ngx\_event\_conf\_t 结构体是用来保存ngx\_event\_core\_module 事件模块配置项参数的。该结构体在文件[src/event/ngx\_event.h][src_event_ngx_event.h] 中定义：

/* 存储ngx_event_core_module事件模块配置项参数的结构体 ngx_event_conf_t */
    typedef struct {
        /* 连接池中最大连接数 */
        ngx_uint_t    connections;
        /* 被选用模块在所有事件模块中的序号 */
        ngx_uint_t    use;
    
        /* 标志位，为1表示可批量建立连接 */
        ngx_flag_t    multi_accept;
        /* 标志位，为1表示打开负载均衡锁 */
        ngx_flag_t    accept_mutex;
    
        /* 延迟建立连接 */
        ngx_msec_t    accept_mutex_delay;
    
        /* 被使用事件模块的名称 */
        u_char       *name;
    
    #if (NGX_DEBUG)
        /* 用于保存与输出调试级别日志连接对应客户端的地址信息 */
        ngx_array_t   debug_connection;
    #endif
    } ngx_event_conf_t;

### ngx\_event\_core\_module 事件模块的定义 ###

该模块在文件 [ src/event/ngx\_event.c][src_event_ngx_event.c] 中定义：

/* 事件模块的定义 */
    ngx_module_t  ngx_event_core_module = {
        NGX_MODULE_V1,
        &ngx_event_core_module_ctx,            /* module context */
        ngx_event_core_commands,               /* module directives */
        NGX_EVENT_MODULE,                      /* module type */
        NULL,                                  /* init master */
        ngx_event_module_init,                 /* init module */
        ngx_event_process_init,                /* init process */
        NULL,                                  /* init thread */
        NULL,                                  /* exit thread */
        NULL,                                  /* exit process */
        NULL,                                  /* exit master */
        NGX_MODULE_V1_PADDING
    };

其中，模块的配置项指令结构 ngx\_event\_core\_commands 决定了该模块的功能。配置项指令结构 ngx\_event\_core\_commands 在文件 [src/event/ngx\_event.c][src_event_ngx_event.c] 中定义如下：

static ngx_str_t  event_core_name = ngx_string("event_core");
    
    /* 定义ngx_event_core_module 模块感兴趣的配置项 */
    static ngx_command_t  ngx_event_core_commands[] = {
    
        /* 每个worker进程中TCP最大连接数 */
        { ngx_string("worker_connections"),
          NGX_EVENT_CONF|NGX_CONF_TAKE1,
          ngx_event_connections,
          0,
          0,
          NULL },
    
        /* 与上面的worker_connections配置项相同 */
        { ngx_string("connections"),
          NGX_EVENT_CONF|NGX_CONF_TAKE1,
          ngx_event_connections,
          0,
          0,
          NULL },
    
        /* 选择事件模块作为事件驱动机制 */
        { ngx_string("use"),
          NGX_EVENT_CONF|NGX_CONF_TAKE1,
          ngx_event_use,
          0,
          0,
          NULL },
    
        /* 批量接收连接 */
        { ngx_string("multi_accept"),
          NGX_EVENT_CONF|NGX_CONF_FLAG,
          ngx_conf_set_flag_slot,
          0,
          offsetof(ngx_event_conf_t, multi_accept),
          NULL },
    
        /* 是否打开accept_mutex负载均衡锁 */
        { ngx_string("accept_mutex"),
          NGX_EVENT_CONF|NGX_CONF_FLAG,
          ngx_conf_set_flag_slot,
          0,
          offsetof(ngx_event_conf_t, accept_mutex),
          NULL },
    
        /* 打开accept_mutex负载均衡锁后，延迟处理新连接事件 */
        { ngx_string("accept_mutex_delay"),
          NGX_EVENT_CONF|NGX_CONF_TAKE1,
          ngx_conf_set_msec_slot,
          0,
          offsetof(ngx_event_conf_t, accept_mutex_delay),
          NULL },
    
        /* 对指定IP的TCP连接打印debug级别的调试日志 */
        { ngx_string("debug_connection"),
          NGX_EVENT_CONF|NGX_CONF_TAKE1,
          ngx_event_debug_connection,
          0,
          0,
          NULL },
    
          ngx_null_command
    };

其中，每个事件模块都需要实现事件模块的通用接口结构 ngx\_event\_module\_t，ngx\_event\_core\_module 模块的上下文结构 ngx\_event\_core\_module\_ctx 并不真正的负责网络事件的驱动，所有不会实现ngx\_event\_module\_t 结构体中的成员 actions 中的方法。上下文结构 ngx\_event\_core\_module\_ctx 在文件 [src/event/ngx\_event.c][src_event_ngx_event.c] 中定义如下：

/* 根据事件模块通用接口，实现ngx_event_core_module事件模块的上下文结构 */
    ngx_event_module_t  ngx_event_core_module_ctx = {
        &event_core_name,
        ngx_event_core_create_conf,            /* create configuration */
        ngx_event_core_init_conf,              /* init configuration */
        { NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL }
    };

在模块定义中，实现了两种方法分别为 ngx\_event\_module\_init 和ngx\_event\_process\_init 方法。在 Nginx 启动过程中没有使用  fork 出 worker 子进程之前，先调用 ngx\_event\_core\_module 模块中的 ngx\_event\_module\_init 方法，当fork 出 worker 子进程后，每一个  worker 子进程则会调用 ngx\_event\_process\_init 方法。

ngx\_event\_module\_init 方法在文件[src/event/ngx\_event.c][src_event_ngx_event.c] 中定义：

/* 初始化事件模块 */
    static ngx_int_t
    ngx_event_module_init(ngx_cycle_t *cycle)
    {
        void              ***cf;
        u_char              *shared;
        size_t               size, cl;
        ngx_shm_t            shm;
        ngx_time_t          *tp;
        ngx_core_conf_t     *ccf;
        ngx_event_conf_t    *ecf;
    
        /* 获取存储所有事件模块配置结构的指针数据的首地址 */
        cf = ngx_get_conf(cycle->conf_ctx, ngx_events_module);
        /* 获取事件模块ngx_event_core_module的配置结构 */
        ecf = (*cf)[ngx_event_core_module.ctx_index];
    
        /* 在错误日志中输出被使用的事件模块名称 */
        if (!ngx_test_config && ngx_process <= NGX_PROCESS_MASTER) {
            ngx_log_error(NGX_LOG_NOTICE, cycle->log, 0,
                          "using the \"%s\" event method", ecf->name);
        }
    
        /* 获取模块ngx_core_module的配置结构 */
        ccf = (ngx_core_conf_t *) ngx_get_conf(cycle->conf_ctx, ngx_core_module);
    
        ngx_timer_resolution = ccf->timer_resolution;
    
    #if !(NGX_WIN32)
        {
        ngx_int_t      limit;
        struct rlimit  rlmt;
    
        /* 获取当前进程所打开的最大文件描述符个数 */
        if (getrlimit(RLIMIT_NOFILE, &rlmt) == -1) {
            ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, cycle->log, ngx_errno,
                          "getrlimit(RLIMIT_NOFILE) failed, ignored");
    
        } else {
            /*
             * 当前事件模块的连接数大于最大文件描述符个数，
             * 或者大于由配置文件nginx.conf指定的worker_rlinit_nofile设置的最大文件描述符个数时，
             * 出错返回；
             */
            if (ecf->connections > (ngx_uint_t) rlmt.rlim_cur
                && (ccf->rlimit_nofile == NGX_CONF_UNSET
                    || ecf->connections > (ngx_uint_t) ccf->rlimit_nofile))
            {
                limit = (ccf->rlimit_nofile == NGX_CONF_UNSET) ?
                             (ngx_int_t) rlmt.rlim_cur : ccf->rlimit_nofile;
    
                ngx_log_error(NGX_LOG_WARN, cycle->log, 0,
                              "%ui worker_connections exceed "
                              "open file resource limit: %i",
                              ecf->connections, limit);
            }
        }
        }
    #endif /* !(NGX_WIN32) */
    
    
        /*
         * 模块ngx_core_module的master进程为0，表示不创建worker进程，
         * 则初始化到此结束，并成功返回；
         */
        if (ccf->master == 0) {
            return NGX_OK;
        }
    
        /*
         * 若master不为0，且存在负载均衡锁，则表示初始化完毕，并成功返回；
         */
        if (ngx_accept_mutex_ptr) {
            return NGX_OK;
        }
    
    
        /* 不满足以上两个条件，则初始化下列变量 */
        /* cl should be equal to or greater than cache line size */
    
        /* 缓存行的大小 */
        cl = 128;
    
        /*
         * 统计需要创建的共享内存大小；
         * ngx_accept_mutex用于多个worker进程之间的负载均衡锁；
         * ngx_connection_counter表示nginx处理的连接总数；
         * ngx_temp_number表示在连接中创建的临时文件个数；
         */
        size = cl            /* ngx_accept_mutex */
               + cl          /* ngx_connection_counter */
               + cl;         /* ngx_temp_number */
    
    #if (NGX_STAT_STUB)
    
        /*
         * 下面表示某种情况的连接数；
         * ngx_stat_accepted    表示已成功建立的连接数；
         * ngx_stat_handled     表示已获取ngx_connection_t结构并已初始化读写事件的连接数；
         * ngx_stat_requests    表示已被http模块处理过的连接数；
         * ngx_stat_active      表示已获取ngx_connection_t结构体的连接数；
         * ngx_stat_reading     表示正在接收TCP字符流的连接数；
         * ngx_stat_writing     表示正在发送TCP字符流的连接数；
         * ngx_stat_waiting     表示正在等待事件发生的连接数；
         */
        size += cl           /* ngx_stat_accepted */
               + cl          /* ngx_stat_handled */
               + cl          /* ngx_stat_requests */
               + cl          /* ngx_stat_active */
               + cl          /* ngx_stat_reading */
               + cl          /* ngx_stat_writing */
               + cl;         /* ngx_stat_waiting */
    
    #endif
    
        /* 初始化共享内存信息 */
        shm.size = size;
        shm.name.len = sizeof("nginx_shared_zone");
        shm.name.data = (u_char *) "nginx_shared_zone";
        shm.log = cycle->log;
    
        /* 创建共享内存 */
        if (ngx_shm_alloc(&shm) != NGX_OK) {
            return NGX_ERROR;
        }
    
        /* 获取共享内存的首地址 */
        shared = shm.addr;
    
        ngx_accept_mutex_ptr = (ngx_atomic_t *) shared;
        /* -1表示以非阻塞模式获取共享内存锁 */
        ngx_accept_mutex.spin = (ngx_uint_t) -1;
    
        if (ngx_shmtx_create(&ngx_accept_mutex, (ngx_shmtx_sh_t *) shared,
                             cycle->lock_file.data)
            != NGX_OK)
        {
            return NGX_ERROR;
        }
    
        /* 初始化变量 */
        ngx_connection_counter = (ngx_atomic_t *) (shared + 1 * cl);
    
        (void) ngx_atomic_cmp_set(ngx_connection_counter, 0, 1);
    
        ngx_log_debug2(NGX_LOG_DEBUG_EVENT, cycle->log, 0,
                       "counter: %p, %d",
                       ngx_connection_counter, *ngx_connection_counter);
    
        ngx_temp_number = (ngx_atomic_t *) (shared + 2 * cl);
    
        tp = ngx_timeofday();
    
        ngx_random_number = (tp->msec << 16) + ngx_pid;
    
    #if (NGX_STAT_STUB)
    
        ngx_stat_accepted = (ngx_atomic_t *) (shared + 3 * cl);
        ngx_stat_handled = (ngx_atomic_t *) (shared + 4 * cl);
        ngx_stat_requests = (ngx_atomic_t *) (shared + 5 * cl);
        ngx_stat_active = (ngx_atomic_t *) (shared + 6 * cl);
        ngx_stat_reading = (ngx_atomic_t *) (shared + 7 * cl);
        ngx_stat_writing = (ngx_atomic_t *) (shared + 8 * cl);
        ngx_stat_waiting = (ngx_atomic_t *) (shared + 9 * cl);
    
    #endif
    
        return NGX_OK;
    }

ngx\_event\_process\_init 方法在文件[src/event/ngx\_event.c][src_event_ngx_event.c] 中定义：

static ngx_int_t
    ngx_event_process_init(ngx_cycle_t *cycle)
    {
        ngx_uint_t           m, i;
        ngx_event_t         *rev, *wev;
        ngx_listening_t     *ls;
        ngx_connection_t    *c, *next, *old;
        ngx_core_conf_t     *ccf;
        ngx_event_conf_t    *ecf;
        ngx_event_module_t  *module;
    
        /* 获取ngx_core_module核心模块的配置结构 */
        ccf = (ngx_core_conf_t *) ngx_get_conf(cycle->conf_ctx, ngx_core_module);
        /* 获取ngx_event_core_module事件核心模块的配置结构 */
        ecf = ngx_event_get_conf(cycle->conf_ctx, ngx_event_core_module);
    
        /*
         * 在事件核心模块启用accept_mutex锁的情况下，
         * 只有在master-worker工作模式并且worker进程数量大于1，
         * 此时，才确定进程启用负载均衡锁；
         */
        if (ccf->master && ccf->worker_processes > 1 && ecf->accept_mutex) {
            ngx_use_accept_mutex = 1;
            ngx_accept_mutex_held = 0;
            ngx_accept_mutex_delay = ecf->accept_mutex_delay;
    
        } else {/* 否则关闭负载均衡锁 */
            ngx_use_accept_mutex = 0;
        }
    
    #if (NGX_WIN32)
    
        /*
         * disable accept mutex on win32 as it may cause deadlock if
         * grabbed by a process which can't accept connections
         */
    
        ngx_use_accept_mutex = 0;
    
    #endif
    
        ngx_queue_init(&ngx_posted_accept_events);
        ngx_queue_init(&ngx_posted_events);
    
        /* 初始化由红黑树实现的定时器 */
        if (ngx_event_timer_init(cycle->log) == NGX_ERROR) {
            return NGX_ERROR;
        }
    
        /* 根据use配置项所指定的事件模块，调用ngx_actions_t中的init方法初始化事件模块 */
        for (m = 0; ngx_modules[m]; m++) {
            if (ngx_modules[m]->type != NGX_EVENT_MODULE) {
                continue;
            }
    
            if (ngx_modules[m]->ctx_index != ecf->use) {
                continue;
            }
    
            module = ngx_modules[m]->ctx;
    
            if (module->actions.init(cycle, ngx_timer_resolution) != NGX_OK) {
                /* fatal */
                exit(2);
            }
    
            break;
        }
    
    #if !(NGX_WIN32)
    
        /*
         * NGX_USE_TIMER_EVENT只有在eventport和kqueue事件模型中使用，
         * 若配置文件nginx.conf设置了timer_resolution配置项，
         * 并且事件模型不为eventport和kqueue时，调用settimer方法，
         */
        if (ngx_timer_resolution && !(ngx_event_flags & NGX_USE_TIMER_EVENT)) {
            struct sigaction  sa;
            struct itimerval  itv;
    
            ngx_memzero(&sa, sizeof(struct sigaction));
            /*
             * ngx_timer_signal_handler的实现如下：
             * void ngx_timer_signal_handler(int signo)
             * {
             *      ngx_event_timer_alarm = 1;
             * }
             * ngx_event_timer_alarm 为1时表示需要更新系统时间，即调用ngx_time_update方法；
             * 更新完系统时间之后，该变量设为0；
             */
            /* 指定信号处理函数 */
            sa.sa_handler = ngx_timer_signal_handler;
            /* 初始化信号集 */
            sigemptyset(&sa.sa_mask);
    
            /* 捕获信号SIGALRM */
            if (sigaction(SIGALRM, &sa, NULL) == -1) {
                ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, cycle->log, ngx_errno,
                              "sigaction(SIGALRM) failed");
                return NGX_ERROR;
            }
    
            /* 设置时间精度 */
            itv.it_interval.tv_sec = ngx_timer_resolution / 1000;
            itv.it_interval.tv_usec = (ngx_timer_resolution % 1000) * 1000;
            itv.it_value.tv_sec = ngx_timer_resolution / 1000;
            itv.it_value.tv_usec = (ngx_timer_resolution % 1000 ) * 1000;
    
            /* 使用settimer函数发送信号 SIGALRM */
            if (setitimer(ITIMER_REAL, &itv, NULL) == -1) {
                ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, cycle->log, ngx_errno,
                              "setitimer() failed");
            }
        }
    
        /* 对poll、/dev/poll、rtsig事件模块的特殊处理 */
        if (ngx_event_flags & NGX_USE_FD_EVENT) {
            struct rlimit  rlmt;
    
            if (getrlimit(RLIMIT_NOFILE, &rlmt) == -1) {
                ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, cycle->log, ngx_errno,
                              "getrlimit(RLIMIT_NOFILE) failed");
                return NGX_ERROR;
            }
    
            cycle->files_n = (ngx_uint_t) rlmt.rlim_cur;
    
            cycle->files = ngx_calloc(sizeof(ngx_connection_t *) * cycle->files_n,
                                      cycle->log);
            if (cycle->files == NULL) {
                return NGX_ERROR;
            }
        }
    
    #endif
    
        /* 预分配连接池 */
        cycle->connections =
            ngx_alloc(sizeof(ngx_connection_t) * cycle->connection_n, cycle->log);
        if (cycle->connections == NULL) {
            return NGX_ERROR;
        }
    
        c = cycle->connections;
    
        /* 预分配读事件结构，读事件个数与连接数相同 */
        cycle->read_events = ngx_alloc(sizeof(ngx_event_t) * cycle->connection_n,
                                       cycle->log);
        if (cycle->read_events == NULL) {
            return NGX_ERROR;
        }
    
        rev = cycle->read_events;
        for (i = 0; i < cycle->connection_n; i++) {
            rev[i].closed = 1;
            rev[i].instance = 1;
        }
    
        /* 预分配写事件结构，写事件个数与连接数相同 */
        cycle->write_events = ngx_alloc(sizeof(ngx_event_t) * cycle->connection_n,
                                        cycle->log);
        if (cycle->write_events == NULL) {
            return NGX_ERROR;
        }
    
        wev = cycle->write_events;
        for (i = 0; i < cycle->connection_n; i++) {
            wev[i].closed = 1;
        }
    
        i = cycle->connection_n;
        next = NULL;
    
        /* 按照序号，将读、写事件与连接对象对应，即设置到每个ngx_connection_t 对象中 */
        do {
            i--;
    
            c[i].data = next;
            c[i].read = &cycle->read_events[i];
            c[i].write = &cycle->write_events[i];
            c[i].fd = (ngx_socket_t) -1;
    
            next = &c[i];
    
    #if (NGX_THREADS)
            c[i].lock = 0;
    #endif
        } while (i);
    
        /* 设置空闲连接链表 */
        cycle->free_connections = next;
        cycle->free_connection_n = cycle->connection_n;
    
        /* for each listening socket */
    
        /* 为所有ngx_listening_t监听对象中的connections成员分配连接，并设置读事件的处理方法 */
        ls = cycle->listening.elts;
        for (i = 0; i < cycle->listening.nelts; i++) {
    
            /* 为监听套接字分配连接，并设置读事件 */
            c = ngx_get_connection(ls[i].fd, cycle->log);
    
            if (c == NULL) {
                return NGX_ERROR;
            }
    
            c->log = &ls[i].log;
    
            c->listening = &ls[i];
            ls[i].connection = c;
    
            rev = c->read;
    
            rev->log = c->log;
            rev->accept = 1;
    
    #if (NGX_HAVE_DEFERRED_ACCEPT)
            rev->deferred_accept = ls[i].deferred_accept;
    #endif
    
            if (!(ngx_event_flags & NGX_USE_IOCP_EVENT)) {
                if (ls[i].previous) {
    
                    /*
                     * delete the old accept events that were bound to
                     * the old cycle read events array
                     */
    
                    old = ls[i].previous->connection;
    
                    if (ngx_del_event(old->read, NGX_READ_EVENT, NGX_CLOSE_EVENT)
                        == NGX_ERROR)
                    {
                        return NGX_ERROR;
                    }
    
                    old->fd = (ngx_socket_t) -1;
                }
            }
    
    #if (NGX_WIN32)
    
            if (ngx_event_flags & NGX_USE_IOCP_EVENT) {
                ngx_iocp_conf_t  *iocpcf;
    
                rev->handler = ngx_event_acceptex;
    
                if (ngx_use_accept_mutex) {
                    continue;
                }
    
                if (ngx_add_event(rev, 0, NGX_IOCP_ACCEPT) == NGX_ERROR) {
                    return NGX_ERROR;
                }
    
                ls[i].log.handler = ngx_acceptex_log_error;
    
                iocpcf = ngx_event_get_conf(cycle->conf_ctx, ngx_iocp_module);
                if (ngx_event_post_acceptex(&ls[i], iocpcf->post_acceptex)
                    == NGX_ERROR)
                {
                    return NGX_ERROR;
                }
    
            } else {
                rev->handler = ngx_event_accept;
    
                if (ngx_use_accept_mutex) {
                    continue;
                }
    
                if (ngx_add_event(rev, NGX_READ_EVENT, 0) == NGX_ERROR) {
                    return NGX_ERROR;
                }
            }
    
    #else
    
            /* 为监听端口的读事件设置处理方法ngx_event_accept */
            rev->handler = ngx_event_accept;
    
            if (ngx_use_accept_mutex) {
                continue;
            }
    
            if (ngx_event_flags & NGX_USE_RTSIG_EVENT) {
                if (ngx_add_conn(c) == NGX_ERROR) {
                    return NGX_ERROR;
                }
    
            } else {
            /* 将监听对象连接的读事件添加到事件驱动模块中 */
                if (ngx_add_event(rev, NGX_READ_EVENT, 0) == NGX_ERROR) {
                    return NGX_ERROR;
                }
            }
    
    #endif
    
        }
    
        return NGX_OK;
    }

参考资料：

《深入理解 Nginx 》

《[nginx事件模块分析(二)][nginx]》

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[src_core_ngx_core.h]: http://lxr.nginx.org/source/src/core/ngx_core.h
[src_core_ngx_connection.h]: http://lxr.nginx.org/source/src/core/ngx_connection.h
[src_event_ngx_event_connect.h]: http://lxr.nginx.org/source/src/event/ngx_event_connect.h
[src_event_ngx_event.c]: http://lxr.nginx.org/source/src/event/ngx_event.c
[src_core_ngx_conf_file.h]: http://lxr.nginx.org/source/src/core/ngx_conf_file.h
[Center]: /images/20220806/a9991349e1ce42f9a75d744d03906ff4.png
[nginx]: http://blog.csdn.net/freeinfor/article/details/16343223