Nginx 核心架构设计和原理

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Nginx 是一个免费的、开源的、高性能 Http 服务器和反向代理。Nginx 的架构设计是为了提供高性能、稳定性和可扩展性。

以下是 Nginx 的主要架构组件和工作原理：

当 Nginx 启动时，它会生成两种类型的进程：主进程（master）和工作进程（worker）。

主进程并不处理网络请求，而是负责调度工作进程，包括加载配置、启动工作进程以及进行非停升级。

因此，当 Nginx 启动后，查看操作系统的进程列表，至少会有两个 Nginx 进程。

服务器实际 处理网络请求 及 响应 的是 工作进程（worker），在类 unix 系统上，Nginx 可以配置 多个 worker，而每个 worker 进程 都可以同时处理 数以千计 的 网络请求。

每个工作进程在启动时都会复制主进程的配置信息和相关资源，但它们彼此之间是相互独立的，这意味着它们可以并行地处理请求，互不影响。

此外，每个工作进程还会维护一个事件驱动的事件循环，通过事件驱动机制处理来自客户端的连接请求、数据读取和响应发送，这种异步非阻塞的 I/O 模型确保了 Nginx 的高性能和低资源消耗。

Nginx 的 worker 进程分为核心模块和功能性模块。

核心模块主要负责维持一个运行循环（run-loop），在其中执行网络请求处理的不同阶段的模块功能，如网络读写、存储读写、内容传输、外出过滤，以及将请求发往上游服务器等。

Nginx 的代码采用了模块化设计，这使得我们可以根据需要选择和修改功能模块，然后编译成具有特定功能的服务器。

Nginx 实现了高并发、高性能的关键在于其基于异步及非阻塞的事件驱动模型。

这种模型使得 Nginx 能够高效地处理大量并发请求，而不会因为阻塞等待而降低性能。

此外，Nginx 还充分利用了 Linux、Solaris 以及类 BSD 等操作系统内核中提供的事件通知和 I/O 性能增强功能，如 kqueue、epoll 以及 event ports，进一步提升了其性能表现。

Nginx 作为高性能的代理服务器，其代理原理是其设计的核心之一。无论是针对 HTTP 还是其他协议（如 FastCGI、Memcache、Redis 等）的网络请求或响应，Nginx 都采用了代理机制来实现数据的转发和处理。

Nginx 的代理原理主要基于以下几个关键点：