Nginx源码分析-事件循环
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事件循环这个概念貌似在windows编程中提得更多，Linux程序却很少提及这个概念。本文所提及的事件循环其实就是worker cycle，由于此处将关注的不再是worker进程，而是worker进程在循环过程中关于事件处理的环节，因此就盗用了事件循环这个概念。在具体看代码前，先看一下这个“循环”的概貌：
经过前面相关博文的介绍，我们了解到master进程创建好一个worker进程后，worker进程还会进行一个初始化工作，然后才会陷入“死”循环中。这个“死循环”也就是本文将谈及的事件循环，也就是上图中的黄色部分。整个黄色部份是由一个循环构成的，实际上，这个循环里将会做很多的事情，但本文将只关注图中红色标注的事件部分――ngx_process_events_and_timers。ngx_process_events_and_timers是一个函数（定义在src/event/ngx_event.c中）。接下来，就从这个函数开始进入事件驱动的核心。
void
ngx_process_events_and_timers(ngx_cycle_t *cycle)
{
ngx_uint_t flags;
ngx_msec_t timer, delta;
if (ngx_timer_resolution) {
timer = NGX_TIMER_INFINITE;
flags = 0;
} else {
timer = ngx_event_find_timer();
flags = NGX_UPDATE_TIME;
}
/*ngx_use_accept_mutex变量代表是否使用accept互斥体
默认是使用，accept_mutex off;指令关闭。
accept mutex的作用就是避免惊群，同时实现负载均衡。
*/
if (ngx_use_accept_mutex) {
/*
ngx_accept_disabled变量在ngx_event_accept函数中计算。
如果ngx_accept_disabled大于了0，就表示该进程接受的
连接过多，因此就放弃一次争抢accept mutex的机会，同时将
自己减1。然后，继续处理已有连接上的事件。Nginx就借用
此变量实现了进程关于连接的基本负载均衡。
*/
if (ngx_accept_disabled > 0) {
ngx_accept_disabled--;
} else {
/* ngx_accept_disabled小于0，连接数没超载*/
/*尝试锁accept mutex，只有成功获取锁的进程，才会将listen
套接字放入epoll中。因此，这就保证了只有一个进程拥有
监听套接口，故所有进程阻塞在epoll_wait时，不会出现惊群现象。
*/
if (ngx_trylock_accept_mutex(cycle) == NGX_ERROR) {
return;
}
if (ngx_accept_mutex_held) {
/*获取锁的进程，将添加一个NGX_POST_EVENTS标志，
此标志的作用是将所有产生的事件放入一个队列中，
等释放锁后，再慢慢来处理事件。因为，处理事件可能
会很耗时，如果不先释放锁再处理的话，该进程就长
时间霸占了锁，导致其他进程无法获取锁，这样accept
的效率就低了。
*/
flags |= NGX_POST_EVENTS;
} else {
/*没有获得锁的进程，当然不需要NGX_POST_EVENTS标志了。
但需要设置最长延迟多久，再次去争抢锁。
*/
if (timer == NGX_TIMER_INFINITE
|| timer > ngx_accept_mutex_delay)
{
timer = ngx_accept_mutex_delay;
}
}
}
}
delta = ngx_current_msec;
/*epoll开始wait事件了,ngx_process_events的具体实现是对应到
epoll模块中的ngx_epoll_process_events函数。单独分析epoll
模块的时候，再具体看看。
*/
(void) ngx_process_events(cycle, timer, flags);
delta = ngx_current_msec - delta; /*统计本次wait事件的耗时*/
/*ngx_posted_accept_events是一个事件队列
暂存epoll从监听套接口wait到的accept事件。
前文提到的NGX_POST_EVENTS标志被使用后，就会将
所有的accept事件暂存到这个队列。
这里完成对队列中的accept事件的处理，实际就是调用
ngx_event_accept函数来获取一个新的连接，然后放入
epoll中。
*/
if (ngx_posted_accept_events) {
ngx_event_process_posted(cycle, &ngx_posted_accept_events);
}
/*所有accept事件处理完成，如果拥有锁的话，就赶紧释放了。
其他进程还等着抢了。
*/
if (ngx_accept_mutex_held) {
ngx_shmtx_unlock(&ngx_accept_mutex);
}
/*delta是上文对epoll wait事件的耗时统计，存在毫秒级的耗时
就对所有事件的timer进行检查，如果time out就从timer rbtree中，
删除到期的timer，同时调用相应事件的handler函数完成处理。
*/
if (delta) {
ngx_event_expire_timers();
}
/*处理普通事件（连接上获得的读写事件）队列上的所有事件，
因为每个事件都有自己的handler方法，该怎么处理事件就
依赖于事件的具体handler了。
*/
if (ngx_posted_events) {
if (ngx_threaded) {
ngx_wakeup_worker_thread(cycle);
} else {
ngx_event_process_posted(cycle, &ngx_posted_events);
}
}
}
ngx_process_events_and_timers一做完工作，就又回到了事件循环中去了，上图示；但会很快又会回到事件处理中来。
上文中，分析了事件循环中有关事件处理的过程；在分析的过程中，我们有提到对accept事件的处理，accept事件就是监听套接口上有新的连接到来的事件；接下来，我们分析一下accept事件的handler方法，看看accept事件的处理过程是如何的。accept事件的handler方法是ngx_event_accept（位于src/event/ngx_event_accept.c中），代码分析如下：
void
ngx_event_accept(ngx_event_t *ev)
{
socklen_t socklen;
ngx_err_t err;
ngx_log_t *log;
ngx_socket_t s;
ngx_event_t *rev, *wev;
ngx_listening_t *ls;
ngx_connection_t *c, *lc;
ngx_event_conf_t *ecf;
u_char sa[NGX_SOCKADDRLEN];
。。。。。。。。。。。。。。。。。
lc = ev->data;
ls = lc->listening;
ev->ready = 0;
do {
socklen = NGX_SOCKADDRLEN;
/*accept一个新的连接*/
s = accept(lc->fd, (struct sockaddr *) sa, &socklen);
/*连接的错误处理*/
if (s == -1) {
err = ngx_socket_errno;
if (err == NGX_EAGAIN) {
ngx_log_debug0(NGX_LOG_DEBUG_EVENT, ev->log, err,
"accept() not ready");
return;
}
ngx_log_error((ngx_uint_t) ((err == NGX_ECONNABORTED) ?
NGX_LOG_ERR : NGX_LOG_ALERT),
ev->log, err, "accept() failed");
if (err == NGX_ECONNABORTED) {
if (ngx_event_flags & NGX_USE_KQUEUE_EVENT) {
ev->available--;
}
if (ev->available) {
continue;
}
}
return;
}
/*accept到一个新的连接后，就重新计算ngx_accept_disabled的值
ngx_accept_disabled已经提及过了，它主要用来做负载均衡之用。
这里，我们能够看到它的求值方式是“总连接数的八分之一，减去
剩余的连接数”。总连接数是指每个进程设定的最大连接数，这个数字
可以在配置文件中指定。由此处的计算方式，可以看出：每个进程accept
到总连接数的7/8后，ngx_accept_disabled就大于0了，连接也就
超载了。
*/
ngx_accept_disabled = ngx_cycle->connection_n / 8
- ngx_cycle->free_connection_n;
/*从connections数组中获取一个connecttion slot来维护新的连接*/
c = ngx_get_connection(s, ev->log);
if (c == NULL) {
if (ngx_close_socket(s) == -1) {
ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, ev->log, ngx_socket_errno,
ngx_close_socket_n " failed");
}
return;
}
/*为新的连接创建起一个memory pool，连接关闭的时候，才释放这个pool*/
c->pool = ngx_create_pool(ls->pool_size, ev->log);
if (c->pool == NULL) {
ngx_close_accepted_connection(c);
return;
}
。。。。。。。。。。。。。。
/* set a blocking mode for aio and non-blocking mode for others */
if (ngx_inherited_nonblocking) {
if (ngx_event_flags & NGX_USE_AIO_EVENT) {
if (ngx_blocking(s) == -1) {
ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, ev->log, ngx_socket_errno,
ngx_blocking_n " failed");
ngx_close_accepted_connection(c);
return;
}
}
} else {
/*我们使用的epoll模型，在这里设置连接为nonblocking*/
if (!(ngx_event_flags & (NGX_USE_AIO_EVENT|NGX_USE_RTSIG_EVENT))) {
if (ngx_nonblocking(s) == -1) {
ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, ev->log, ngx_socket_errno,
ngx_nonblocking_n " failed");
ngx_close_accepted_connection(c);
return;
}
}
}
*log = ls->log;
/*初始化新连接*/
c->recv = ngx_recv;
c->send = ngx_send;
c->recv_chain = ngx_recv_chain;
c->send_chain = ngx_send_chain;
c->log = log;
c->pool->log = log;
c->socklen = socklen;
c->listening = ls;
c->local_sockaddr = ls->sockaddr;
c->local_socklen = ls->socklen;
c->unexpected_eof = 1;
rev = c->read;
wev = c->write;
wev->ready = 1;
if (ngx_event_flags & (NGX_USE_AIO_EVENT|NGX_USE_RTSIG_EVENT)) {
/* rtsig, aio, iocp */
rev->ready = 1;
}
if (ev->deferred_accept) {
rev->ready = 1;
}
rev->log = log;
wev->log = log;
/*
* TODO: MT: - ngx_atomic_fetch_add()
* or protection by critical section or light mutex
*
* TODO: MP: - allocated in a shared memory
* - ngx_atomic_fetch_add()
* or protection by critical section or light mutex
*/
c->number = ngx_atomic_fetch_add(ngx_connection_counter, 1);
。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
if (ngx_add_conn && (ngx_event_flags & NGX_USE_EPOLL_EVENT) == 0) {
if (ngx_add_conn(c) == NGX_ERROR) {
ngx_close_accepted_connection(c);
return;
}
}
log->data = NULL;
log->handler = NULL;
/*这里的listen handler很重要，它将完成新连接的最后初始化工作
同时将accept到的新连接放入epoll中；挂在这个handler上的函数
就是ngx_http_init_connection(位于src/http/ngx_http_request.c中)；
这个函数放在分析http模块的时候再看吧。
*/
ls->handler(c);
if (ngx_event_flags & NGX_USE_KQUEUE_EVENT) {
ev->available--;
}
} while (ev->available);
}
accept事件的handler方法也就是如此了。剩下的就是每个连接上的读写事件的handler方法没有分析了，这一部分的内容将直接带领我们进入http模块中，所以等我们把epoll看完了，再开始http模块的分析吧。
备注：今天太阳真好，趁太阳还没有下山，就此收尾，然后出去享受周末的阳光。
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文章信息
- 作者：yixiao 来源： 淘宝数据平台与产品部官方博客 tbdata.org
- 标签： Nginx 事件循环 源码
- 发布时间：2010-12-21 01:55:06
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