nginx源码分析-共享内存

本文主要为分析nginx的共享内存机制,以及在对nginx进行hack的过程中如何使用共享内存.权当笔记，如有不正确之处，敬请留言！

因为nginx对于请求是统一分配和统一释放,同时为多进程程序,在很多情况下需要使用到共享内存，包括访问控制、负载均衡、健康检查等。而使用nginx的核心源码结构开发应用服务器程序时，共享内存的使用也非常的重要，幸好nginx已经为我们实现得很好了，我们只需明白它的机制就可以轻松拿来使用了。

与共享内存相关的几个结构体:
ngx_cycle.h:

typedef struct ngx_shm_zone_s  ngx_shm_zone_t;
 
typedef ngx_int_t(*ngx_shm_zone_init_pt)(ngx_shm_zone_t *zone,void *data);
 
struct ngx_shm_zone_s {
    void                     *data;
    ngx_shm_t                 shm;
    ngx_shm_zone_init_pt      init;
    ngx_str_t                 name;
    void                     *tag;
};

对于ngx_shm_zone_s结构体说明如下:
void *data; ― 为共享内存的存储地址,多数情况下该数据段与ngx_shm_t.addr存在关系,可以使用该项做为该共享内存是否初始化标记使用。
ngx_shm_zone_init_pt init; -共享内存初始化时调用,一般用于将分配到的共享内存进行初始化按照要求进行初始化.
ngx_shm_t shm; -指向物理分配到的内存.后续做详细说明
ngx_str_t name; -该段共享内存的名字，nginx对于name相同的内存段会视为同一段，因此，对于不同的共享内存，应当使用不同的名字.
void *tag; -与name具有一样的功能,但可以做为数据存储，用于检测name是否重复使用，一般指向模块的ngx_module_t.

ngx_shmem.h:

typedef struct {
    u_char      *addr;
    size_t       size;
    ngx_log_t   *log;
} ngx_shm_t;
 
ngx_int_t ngx_shm_alloc(ngx_shm_t *shm);
void ngx_shm_free(ngx_shm_t *shm);

u_char *addr; ― 通过ngx_shm_alloc分配到的共享内存块的地址。
size_t size; -该块共享内存的大小,一般在init函数中进行初始化.
ngx_log_t *log; -指向log句柄.

ngx_shm_alloc与ngx_shm_free分别为内存分配和释放的处理函数.在*unx平台下，还可以通过mmap创建共享内存.具体可参见ngx_shmem.c.

共享内存使用一个ngx_list_t进行存储，具体流程如下:
1、调用ngx_shared_memory_add，申请共享内存，函数原型如下:

ngx_shm_zone_t *
ngx_shared_memory_add(ngx_conf_t *cf, ngx_str_t *name, size_t size,
	void *tag);

在调用ngx_shared_memory_add的过程中，nginx会对当前存在的共享内存list进行遍历，如果存在相关的申请则直接返回。
2、ngx_shared_memory_add函数调用会ngx_list_push往全局的cycle->shared_memory加入.
3、对申请到的共享内存进行相应的初始化，如下代码:

  shm_zone->init = ngx_some_init;
  shm_zone->data = ctx;

以上操作在nginx进行conf文件解析的过程中会进行处理，当conf文件分析完成后，对于cycle->shared_memory这个list进行遍历并调用ngx_some_init,进行处理，至此，其它代码段中就可以使用该段共享内存了。

末完待续，后续添加共享内存使用的样例代码.

另外对于共享内存的使用还可以参考:Shared memory in nginx，对于slab和锁相关的机制,该文有详细介绍。