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Nginx 核心架构设计和原理

[物联网] 时间:2025-11-26 19:26:58 来源:低码探索者 作者:数据库 点击:58次

Nginx 是心架一个免费的 、开源的构设、高性能 Http 服务器和反向代理。计和Nginx 的原理架构设计是为了提供高性能 、稳定性和可扩展性 。心架

以下是构设 Nginx 的主要架构组件和工作原理:

Master 进程:Nginx 的运行始于一个 master 进程 ,它负责管理所有的计和工作进程 。master 进程负责读取和解析配置文件,亿华云原理并启动工作进程 。心架工作进程 :

一旦 master 进程启动 ,构设它会生成一组工作进程。计和

每个工作进程都是原理独立运行的,负责处理来自客户端的心架连接和请求  。

工作进程之间相互独立 ,构设可以并行处理请求 ,计和提高了 Nginx 的性能和吞吐量 。

事件驱动模型:

Nginx 采用了事件驱动的模型,主要利用了操作系统提供的异步 I/O 机制  。源码下载

当有新的连接建立或者数据可读写时,Nginx 不会阻塞等待 ,而是通过事件通知机制处理这些事件  ,从而提高了处理效率 。

Nginx 核心模块:

Nginx 的核心模块包括 HTTP 模块 、事件模块  、解析器模块等。

HTTP 模块处理 HTTP 请求和响应,包括 HTTP 头部解析 、HTTP 请求方法解析、URI 解析等。

事件模块负责处理底层的事件通知机制,模板下载如 Epoll 、Kqueue 等 。

解析器模块负责解析 Nginx 配置文件 。

工作流程:

当有新的 HTTP 请求到达时,master 进程会将其分发给一个工作进程 。

工作进程处理请求,根据配置文件进行请求的处理 ,包括反向代理 、负载均衡、静态文件服务等。

处理完成后,工作进程将响应返回给客户端 。

Nginx 整体架构

Master 进程

当 Nginx 启动时,它会生成两种类型的源码库进程: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 。

工作进程

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,云计算而每个 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  ,这种异步非阻塞的香港云服务器 I/O 模型确保了 Nginx 的高性能和低资源消耗。

模块化设计

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。

事件驱动模型

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 。

代理设计

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 :

接收请求 :当 Nginx 接收到客户端的请求时,根据配置文件中的代理设置 ,确定是否需要进行代理转发。如果需要代理转发 ,则根据配置选择合适的代理方式。建立连接 :Nginx 会与目标服务器建立连接 ,可以是与远程服务器建立 TCP 连接,也可以是与本地应用程序之间建立的 Unix Socket 连接,取决于代理目标的具体情况。数据传输 :一旦连接建立成功,Nginx 会将客户端的请求数据转发给目标服务器,并且在接收到目标服务器的响应后 ,再将响应数据返回给客户端。这个过程可以是全双工的 ,意味着 Nginx 可以同时接收客户端请求和目标服务器响应,然后进行相应的转发和处理。代理缓存 :为了进一步提高性能 ,Nginx 还支持代理缓存功能。它可以将经常请求的数据缓存在本地 ,避免每次请求都要向后端服务器发起请求 ,从而减少响应时间和网络负载。负载均衡 :对于需要代理转发的请求 ,Nginx 还支持负载均衡功能,可以根据一定的策略将请求分发到多个后端服务器上 ,以实现负载均衡和高可用性 。

(责任编辑:数据库)

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