nginx是以多进程的方式来工作的
nginx是以多进程的方式来工作的。
nginx在启动后,会有一个master进程和多个worker进程。
master进程主要用来管理worker进程:
包含:
1、接收来自外界的信号,向各worker进程发送信号。
2、监控worker进程的运行状态,当worker进程退出后(异常情况下),会自动重新启动新的worker进程。
而基本的网络事件,则是放在worker进程中来处理了。worker进程之间是对等的,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。
worker进程的个数,一般会设置与机器cpu核数一致。当我们提供80端口的http服务时,一个连接请求过来,每个进程都有可能处理这个连接。
处理过程如下:
master(master进程会先建立好需要listen的socket)--------fork生成子进程workers,继承socket(此时workers子进程们都继承了父进程master的所有属性,当然也包括已经
建立好的socket,当然不是同一个socket,只是每个进程的这个socket会监控在同一个ip地址与端口,这个在网络协议里面是允许的)------当一个连接进入,产生惊群现象。
一般来说,当一个连接进来后,所有在accept在这个socket上面的进程,都会收到通知,而只有一个进程可以accept这个连接,其它的则accept失败。
惊群现象:指一个fd的事件被触发后,等候这个fd的所有线程/进程都被唤醒。虽然都被唤醒,但是只有一个会去响应。最常见的例子就是对于socket的accept操作,当多个
用户进程/线程监听在同一个端口上时,由于实际只可能accept一次,因此就会产生惊群现象,
Nginx对惊群现象的处理:
nginx提供了一个accept_mutex这个东西,这是一个加在accept上的一把共享锁。有了这把锁之后,同一时刻,就只会有一个进程在accpet连接,这样
就不会有惊群问题了。accept_mutex是一个可控选项,我们可以显示地关掉,默认是打开的。
worker进程工作:
当一个worker进程在accept这个连接之后,就开始读取请求,解析请求,处理请求,产生数据后,再返回给客户端,最后才断开连接,一个完整的请求。一个请求,完全由
worker进程来处理,而且只在一个worker进程中处理。
小结:
1)一个完整的请求读取请求、解析请求、处理请求,产生数据后,再返回给客户端,最后断开连接。
2)一个完整的请求完全由一个worker进程处理。
好处:
1)节省锁带来的开销。每个worker进程都是独立的进程,不共享资源,不需要加锁。同时在编程以及问题查上时,也会方便很多。
2)独立进程,减少风险。采用独立的进程,可以让互相之间不会影响,一个进程退出后,其它进程还在工作,服务不会中断,master进程则很快重新启动
新的worker进程。当然,worker进程的异常退出,肯定是程序有bug了,异常退出,会导致当前worker上的所有请求失败,不过不会影响到所
有请求,所以降低了风险。
Nginx的事件处理机制
对于一个基本的web服务器来说,事件通常有三种类型:网络事件、信号、定时器。Nginx采用异步非阻塞的事件处理机制,由进程循环处理多个准备好的事件,从而实现
高并发和轻量级。
以epoll为例:当事件没有准备好时,就放入epoll里面。如果有事件准备好了,那么就去处理;如果事件返回的是EAGAIN,那么继续将其放入
epoll里面。从而,只要有事件准备好了,我们就去处理她,只有当所有时间都没有准备好时,才在epoll里面等着。这样,我们就可以并发处理大量的并
发了,当然,这里的并发请求,是指未处理完的请求,线程只有一个,所以同时能处理的请求当然只有一个了,只是在请求间进行不断地切换而已,切换也是因为异
步事件未准备好,而主动让出的。这里的切换是没有任何代价,你可以理解为循环处理多个准备好的事件,事实上就是这样的。
问题1: Nginx采用worker进程来处理请求,一个worker进程只有一个主线程,那么有多少个worker子进程就能处理多少个并发,那么能够处理的并发数有限。概括的讲,Nginx如何实现高并发?
回答1:采用异步非阻塞的事件处理机制。之所以能够并发处理大量的未处理完的请求,是通过异步非阻塞方式,由进程循环处理多个准备好的事件。以
epoll为例,为准备好的事件都会放入epoll中,只要有事件准备好,就会进行处理。
问题2:何为异步非阻塞方式
回答2:http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-async/
问题3:Nginx与Apache对于高并发处理上的区别。
回答3:对于Apache,每个请求都会独占一个工作线程,当并发数到达几千时,就同时有几千的线程在处理请求了。这对于操作系统来说,占用的内存非常大,线程的上下文切换带来的cpu开销也很大,性能就难以上去,同时这些开销是完全没有意义的。
对于Nginx来讲,一个进程只有一个主线程,通过异步非阻塞的事件处理机制,实现了循环处理多个准备好的事件,从而实现轻量级和高并发。
问题4:为何推荐worker的个数为cpu的个数?
回答4:因为更多的worker数,只会导致进程相互竞争cpu资源,从而带来不必要的上下文切换
参考 http://tengine.taobao.org/book/chapter_2.html#connection 初探Nginx架构
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Nginx比较Apache:事件驱动适合于IO密集型服务,多进程或线程适合于CPU密集型服务
1)Nginx更主要是作为反向代理,而非Web服务器使用。其网络模式是事件驱动(select、poll、epoll)。
2)事件驱动的本质还是IO事件,应用程序在多个IO句柄间快速切换,实现所谓的异步IO。
3)事件驱动服务器,最适合做的就是这种IO密集型工作,如反向代理,它在客户端与WEB服务器之间起一个数据中转作用,纯粹是IO操作,自身并不涉及到复杂计算。
4)反向代理用事件驱动来做,显然更好,一个工作进程就可以run了,没有进程、线程管理的开销,CPU、内存消耗都小。
5)当然,Nginx也可以是多进程 + 事件驱动的模式,几个进程跑libevent,不需要Apache那样动辄数百的进程数。
6)Nginx处理静态文件效果也很好,那是因为静态文件本身也是磁盘IO操作,处理过程一样。至于说多少万的并发连接,这个毫无意义。我随手写个网络程序都能处理几万7)的并发,但如果大部分客户端阻塞在那里,就没什么价值。
再看看Apache或者Resin这类应用服务器,之所以称他们为应用服务器,是因为他们真的要跑具体的业务应用,如科学计算、图形图像、数据库读写等。它们很可能是CPU密集型的服务,事件驱动并不合适。
1)例如一个计算耗时2秒,那么这2秒就是完全阻塞的,什么event都没用。想想MySQL如果改成事件驱动会怎么样,一个大型的join或sort就会阻塞住所有客户端。
2)这个时候多进程或线程就体现出优势,每个进程各干各的事,互不阻塞和干扰。当然,现代CPU越来越快,单个计算阻塞的时间可能很小,但只要有阻塞,事件编程就毫无优势。所以进程、线程这类技术,并不会消失,而是与事件机制相辅相成,长期存在。
总结之,事件驱动适合于IO密集型服务,多进程或线程适合于CPU密集型服务,它们各有各的优势,并不存在谁取代谁的倾向。