Nginx学习——进程模型(master 进程)

进程模型

Nginx分为Single和Master两种进程模型，Single模型即为单进程方式工作，具有较差的容错能力，不适合生产之用。Master模型即为一个master进程+N个worker进程的工作方式。生产环境都是用master-worker模型来工作。

master进程

我们知道在main函数中完成了Nginx启动初始化过程，启动初始化过程中的一个重要环节就是解析配置文件，回调各个配置指令的回调函数，因此完成了各个模块的配置及相互关联。在所有的这些重要及不重要的初始化完成后，main函数就开始为我们打开进程的“大门”——调用ngx_master_process_cycle(cycle); 在剖析ngx_master_process_cycle(cycle)之前，我们先来看看该函数中用到的7个标志位，如下面的表所示：

进程中接收到的信号对Nginx框架的意义：

信号	对应进程中的全局标志位变量	意义
QUIT	ngx_quit	优雅地关闭整个服务
TERM或INT	ngx_terminate	强制关闭整个服务
USR1	ngx_reopen	重新打开服务中的所有文件
WINCH	ngx_noaccept	所有子进程不再接受处理新的连接，实际相当于对所有子进程发送QUIT信号
USR2	ngx_change_binary	平滑升级到新版本的Nginx程序
HUP	ng_reconfigure	重读配置文件并使服务对新配置项生效
CHLD	ngx_reap	有子进程意外结束，这时需要监控所有子进程，也就是ngx_reap_children方法所做的工作

还有一个标志位会用到：ngx_restart，它仅仅是在master工作流程中作为标志位使用，与信号无关。master进程就是根据这8个标志来决定工作流程的，流程图如下：




以下是对ngx_master_process_cycle()函数源码的剖析，可参照流程图理解：

void
ngx_master_process_cycle(ngx_cycle_t *cycle)
{
    char              *title;
    u_char            *p;
    size_t             size;
    ngx_int_t          i;
    ngx_uint_t         n, sigio;
    sigset_t           set;
    struct itimerval   itv;
    ngx_uint_t         live;
    ngx_msec_t         delay;
    ngx_listening_t   *ls;
    ngx_core_conf_t   *ccf;
	/*屏蔽一些列信号*/
    sigemptyset(&set);
    sigaddset(&set, SIGCHLD);
    sigaddset(&set, SIGALRM);
    sigaddset(&set, SIGIO);
    sigaddset(&set, SIGINT);
    sigaddset(&set, ngx_signal_value(NGX_RECONFIGURE_SIGNAL));
    sigaddset(&set, ngx_signal_value(NGX_REOPEN_SIGNAL));
    sigaddset(&set, ngx_signal_value(NGX_NOACCEPT_SIGNAL));
    sigaddset(&set, ngx_signal_value(NGX_TERMINATE_SIGNAL));
    sigaddset(&set, ngx_signal_value(NGX_SHUTDOWN_SIGNAL));
    sigaddset(&set, ngx_signal_value(NGX_CHANGEBIN_SIGNAL));

    if (sigprocmask(SIG_BLOCK, &set, NULL) == -1) {
        ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, cycle->log, ngx_errno,
                      "sigprocmask() failed");
    }

    sigemptyset(&set);

	
    size = sizeof(master_process);
	
    for (i = 0; i < ngx_argc; i++) {
        size += ngx_strlen(ngx_argv[i]) + 1;
    }
	
    title = ngx_pnalloc(cycle->pool, size);

    p = ngx_cpymem(title, master_process, sizeof(master_process) - 1);
    for (i = 0; i < ngx_argc; i++) {
        *p++ = ' ';
        p = ngx_cpystrn(p, (u_char *) ngx_argv[i], size);
    }
	
    ngx_setproctitle(title);

	
    ccf = (ngx_core_conf_t *) ngx_get_conf(cycle->conf_ctx, ngx_core_module);
	/*创建子进程，接受请求，完成响应*/
    ngx_start_worker_processes(cycle, ccf->worker_processes,
                               NGX_PROCESS_RESPAWN);
	/*创建有关cache的子进程*/
    ngx_start_cache_manager_processes(cycle, 0);

    ngx_new_binary = 0;
    delay = 0;
    sigio = 0;
    live = 1;

    for ( ;; ) {
        if (delay) {
            if (ngx_sigalrm) {
                sigio = 0;
                delay *= 2;
                ngx_sigalrm = 0;
            }

            ngx_log_debug1(NGX_LOG_DEBUG_EVENT, cycle->log, 0,
                           "termination cycle: %d", delay);

            itv.it_interval.tv_sec = 0;
            itv.it_interval.tv_usec = 0;
            itv.it_value.tv_sec = delay / 1000;
            itv.it_value.tv_usec = (delay % 1000 ) * 1000;
			//设置定时器
            if (setitimer(ITIMER_REAL, &itv, NULL) == -1) {
                ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, cycle->log, ngx_errno,
                              "setitimer() failed");
            }
        }

        ngx_log_debug0(NGX_LOG_DEBUG_EVENT, cycle->log, 0, "sigsuspend");
		
		/*master进程挂起，等待信号的产生*/
        sigsuspend(&set);

        ngx_time_update();

        ngx_log_debug1(NGX_LOG_DEBUG_EVENT, cycle->log, 0,
                       "wake up, sigio %i", sigio);
		/*ngx_reap若为1，则表示要监控所有子进程*/
        if (ngx_reap) {
            ngx_reap = 0;
            ngx_log_debug0(NGX_LOG_DEBUG_EVENT, cycle->log, 0, "reap children");
			/*ngx_reap_children(会遍历ngx_process数组，检查每个子进程的状态，对于非正常退出的子进程会重新拉起，
			最后，返回一个live标志位，如果所有的子进程都已经正常退出，则live为0，初次之外live为1。*/
            live = ngx_reap_children(cycle);
        }
		/*当live标志为0，并且ngx_terminate或ngx_quit中的一个标志位1时，都将调用ngx_master_process_exit方法退出master进程*/
        if (!live && (ngx_terminate || ngx_quit)) {
            ngx_master_process_exit(cycle);
        }
		/*ngx_terminate标志为1，则向所有子进程发送信号TERM，通知子进程强制退出进程*/
        if (ngx_terminate) {
            if (delay == 0) {
                delay = 50;
            }

            if (sigio) {
                sigio--;
                continue;
            }

            sigio = ccf->worker_processes + 2 /* cache processes */;
			//强制退出进程
            if (delay > 1000) {
                ngx_signal_worker_processes(cycle, SIGKILL);
            } else {
                ngx_signal_worker_processes(cycle,
                                       ngx_signal_value(NGX_TERMINATE_SIGNAL));
            }

            continue;
        }
		//优雅地退出服务，向所有子进程发送QUIT信号，通知它们退出进程
        if (ngx_quit) {
            ngx_signal_worker_processes(cycle,
                                        ngx_signal_value(NGX_SHUTDOWN_SIGNAL));

            ls = cycle->listening.elts;
            for (n = 0; n < cycle->listening.nelts; n++) {
                if (ngx_close_socket(ls
.fd) == -1) {
                    ngx_log_error(NGX_LOG_EMERG, cycle->log, ngx_socket_errno,
                                  ngx_close_socket_n " %V failed",
                                  &ls
.addr_text);
                }
            }
            cycle->listening.nelts = 0;

            continue;
        }
		/*
		重新读取配置文件。Nginx不会让原先的worker等子进程在从新读取配置文件。
		它的策略是重新初始化ngx_cycle_t结构体，用它来读取新的配置文件，再拉起
		新的worker进程，销毁就的worker进程。
		*/
        if (ngx_reconfigure) {
            ngx_reconfigure = 0;

            if (ngx_new_binary) {
                ngx_start_worker_processes(cycle, ccf->worker_processes,
                                           NGX_PROCESS_RESPAWN);
                ngx_start_cache_manager_processes(cycle, 0);
                ngx_noaccepting = 0;

                continue;
            }

            ngx_log_error(NGX_LOG_NOTICE, cycle->log, 0, "reconfiguring");
			/*调用ngx_init_cycle方法重新初始化ngx_cycle_t结构体*/
            cycle = ngx_init_cycle(cycle);
            if (cycle == NULL) {
                cycle = (ngx_cycle_t *) ngx_cycle;
                continue;
            }
			
            ngx_cycle = cycle;
			//重新读取配置文件
            ccf = (ngx_core_conf_t *) ngx_get_conf(cycle->conf_ctx,
                                                   ngx_core_module);
			//启动worker子进程
            ngx_start_worker_processes(cycle, ccf->worker_processes,
                                       NGX_PROCESS_JUST_RESPAWN);
			//启动cache_manage子进程
            ngx_start_cache_manager_processes(cycle, 1);

            /* allow new processes to start */
            ngx_msleep(100);

            live = 1;
			//向原先的所有子进程发送QUIT信号
            ngx_signal_worker_processes(cycle,
                                        ngx_signal_value(NGX_SHUTDOWN_SIGNAL));
        }
		/*
		调用ngx_start_worker_processes拉起worker进程，调用ngx_start_cache_manager_processes
		根据缓存模块的请款选择是否启动cache manage进程或者cache loader进程，
		同时将live置为1，ngx_restart置为0
		*/
        if (ngx_restart) {
            ngx_restart = 0;
            ngx_start_worker_processes(cycle, ccf->worker_processes,
                                       NGX_PROCESS_RESPAWN);
            ngx_start_cache_manager_processes(cycle, 0);
            live = 1;
        }
		/*重新打开所有文件*/
        if (ngx_reopen) {
			/*将ngx_reopen置为0*/
            ngx_reopen = 0;
            ngx_log_error(NGX_LOG_NOTICE, cycle->log, 0, "reopening logs");
			/*调用ngx_reopen_files方法重新打开所有文件*/
            ngx_reopen_files(cycle, ccf->user);
			/*向所有子进程发送USR1信号，要求子进程都重新打开所有文件*/
            ngx_signal_worker_processes(cycle,
                                        ngx_signal_value(NGX_REOPEN_SIGNAL));
        }
		/*表示需要平滑升级Nginx*/
        if (ngx_change_binary) {
			/*将ngx_change_binary标志置为0*/
            ngx_change_binary = 0;
            ngx_log_error(NGX_LOG_NOTICE, cycle->log, 0, "changing binary");
			/*调用ngx_exec_new_binary方法用新的子进程启动新版本的Nginx程序*/
            ngx_new_binary = ngx_exec_new_binary(cycle, ngx_argv);
        }
		/*向所有子进程发送QUIT信号，要求他们优雅关闭服务*/
        if (ngx_noaccept) {
			/*将ngx_noaccept置为0*/
            ngx_noaccept = 0;
			/*将ngx_noaccepting置为1，表示正在停止接受新的连接*/
            ngx_noaccepting = 1;
			/*向所有子进程发送QUIT信号*/
            ngx_signal_worker_processes(cycle,
                                        ngx_signal_value(NGX_SHUTDOWN_SIGNAL));
        }
    }
}

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