Nginx 原理和架构

Myth丶恋晨 2023-06-23 08:53 110阅读 0赞

## [作者出处][Link 1] ##

Nginx 是一个免费的，开源的，高性能的 HTTP 服务器和反向代理，以及 IMAP / POP3 代理服务器。Nginx 以其高性能，稳定性，丰富的功能，简单的配置和低资源消耗而闻名。

# Nginx 的整体架构![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2NoZW55YW8xOTk0_size_16_color_FFFFFF_t_70] #

Nginx 里有一个 master 进程和多个 worker 进程。master 进程并不处理网络请求，主要负责调度工作进程：加载配置、启动工作进程及非停升级。worker 进程负责处理网络请求与响应。

master进程主要用来管理worker进程，具体包括如下4个主要功能：

1.  接收来自外界的信号。
2.  向各worker进程发送信号。
3.  监控woker进程的运行状态。
4.  当woker进程退出后（异常情况下），会自动重新启动新的woker进程。

woker进程主要用来处理基本的网络事件：

1.  多个worker进程之间是对等且相互独立的，他们同等竞争来自客户端的请求。
2.  一个请求，只可能在一个worker进程中处理，一个worker进程，不可能处理其它进程的请求。
3.  worker进程的个数是可以设置的，一般我们会设置与机器cpu核数一致。同时，nginx为了更好的利用多核特性，具有cpu绑定选项，我们可以将某一个进程绑定在某一个核上，这样就不会因为进程的切换带来cache的失效。

# Ngnix 是如何实现高性能的？ #

## 事件驱动模型 ##

基于异步及非阻塞的事件驱动模型，可以说是 Nginx 得以获得高并发、高性能的关键因素。这一点上和 Netty 类似，底层都是使用的 BSD kqueue、Linux epoll 及 Solaris event ports。

## 多进程机制 ##

使用多进程的好处有两点：

1.  进程之间不共享资源，不需要加锁，减少了使用锁对性能造成的影响，同时降低编程的复杂度，降低开发成本。
2.  采用独立的进程，可以让进程互相之间不会影响，如果一个进程发生异常退出时，其它进程正常工作，master 进程则很快启动新的 worker 进程，确保服务不会中断，从而将风险降到最低。

## 内存池 ##

为了避免出现内存碎片，减少向操作系统申请内存的次数、降低各个模块的开发复杂度，Nginx 设计了简单的内存池，它的作用主要是把多次向系统申请内存的操作整合成一次，这大大减少了 CPU 资源的消耗，同时减少了内存碎片。

## 模块化设计 ##

高度模块化的设计是 Nginx 的架构基础。Openresty 就是在 Nginx 上引入了 lua 等第三方模块，使得扩展更加方便了。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2NoZW55YW8xOTk0_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

# 资料 #

1.  [浅谈Nginx服务器的内部核心架构设计][Nginx]
2.  [nginx架构模型分析][nginx]
3.  [深入 Nginx 之架构篇][Nginx 1]

# 推荐 #

1.  [系统设计：关于高可用系统的一些技术方案][Link 2]
2.  [基于系统负载的动态限流组件 dynamic-limiter][dynamic-limiter]

[Link 1]: https://blog.csdn.net/hustspy1990/article/details/102989305
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[Nginx]: https://juejin.im/post/5b4bdb54e51d45191e0cd774
[nginx]: https://juejin.im/post/5cdea826e51d4510b934dcb5
[Nginx 1]: https://segmentfault.com/a/1190000018261096
[Link 2]: https://blog.csdn.net/hustspy1990/article/details/78008324
[dynamic-limiter]: https://blog.csdn.net/hustspy1990/article/details/78985877