nginx的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是由核心部分和一系列的功能模塊所組成。這樣劃分是為了使得每個(gè)模塊的功能相對(duì)簡(jiǎn)單，便于開(kāi)發(fā)，同時(shí)也便于對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行功能擴(kuò)展。為了便于描述，下文中我們將使用nginx core來(lái)稱呼nginx的核心功能部分。
nginx提供了web服務(wù)器的基礎(chǔ)功能，同時(shí)提供了web服務(wù)反向代理，email服務(wù)反向代理功能。nginx core實(shí)現(xiàn)了底層的通訊協(xié)議，為其他模塊和nginx進(jìn)程構(gòu)建了基本的運(yùn)行時(shí)環(huán)境，并且構(gòu)建了其他各模塊的協(xié)作基礎(chǔ)。除此之外，或者說(shuō)大部分與協(xié)議相關(guān)的，或者應(yīng)用相關(guān)的功能都是在這些模塊中所實(shí)現(xiàn)的。我們的RTMP服務(wù)同樣以模塊的形式實(shí)現(xiàn)。
模塊概述
nginx將各功能模塊組織成一條鏈，當(dāng)有請(qǐng)求到達(dá)的時(shí)候，請(qǐng)求依次經(jīng)過(guò)這條鏈上的部分或者全部模塊，進(jìn)行處理。每個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)特定的功能。例如，實(shí)現(xiàn)對(duì)請(qǐng)求解壓縮的模塊，實(shí)現(xiàn)SSI的模塊，實(shí)現(xiàn)與上游服務(wù)器進(jìn)行通訊的模塊，實(shí)現(xiàn)與FastCGI服務(wù)進(jìn)行通訊的模塊。
有兩個(gè)模塊比較特殊，他們居于nginx core和各功能模塊的中間。這兩個(gè)模塊就是http模塊和mail模塊。這2個(gè)模塊在nginx core之上實(shí)現(xiàn)了另外一層抽象，處理與HTTP協(xié)議和email相關(guān)協(xié)議（SMTP/POP3/IMAP）有關(guān)的事件，并且確保這些事件能被以正確的順序調(diào)用其他的一些功能模塊。
目前HTTP協(xié)議是被實(shí)現(xiàn)在http模塊中的，但是有可能將來(lái)被剝離到一個(gè)單獨(dú)的模塊中，以擴(kuò)展nginx支持SPDY協(xié)議。
模塊的分類
nginx的模塊根據(jù)其功能基本上可以分為以下幾種類型：
- event module:
搭建了獨(dú)立于操作系統(tǒng)的事件處理機(jī)制的框架，及提供了各具體事件的處理。包括ngx_events_module， ngx_event_core_module和ngx_epoll_module等。nginx具體使用何種事件處理模塊，這依賴于具體的操作系統(tǒng)和編譯選項(xiàng)。 - phase handler:
此類型的模塊也被直接稱為handler模塊。主要負(fù)責(zé)處理客戶端請(qǐng)求并產(chǎn)生待響應(yīng)內(nèi)容，比如ngx_http_static_module模塊，負(fù)責(zé)客戶端的靜態(tài)頁(yè)面請(qǐng)求處理并將對(duì)應(yīng)的磁盤文件準(zhǔn)備為響應(yīng)內(nèi)容輸出。 - output filter:
也稱為filter模塊，主要是負(fù)責(zé)對(duì)輸出的內(nèi)容進(jìn)行處理，可以對(duì)輸出進(jìn)行修改。例如，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出的所有html頁(yè)面增加預(yù)定義的footbar一類的工作，或者對(duì)輸出的圖片的URL進(jìn)行替換之類的工作。 - upstream:
upstream模塊實(shí)現(xiàn)反向代理的功能，將真正的請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)到后端服務(wù)器上，并從后端服務(wù)器上讀取響應(yīng)，發(fā)回客戶端。upstream模塊是一種特殊的handler，只不過(guò)響應(yīng)內(nèi)容不是真正由自己產(chǎn)生的，而是從后端服務(wù)器上讀取的。 - load-balancer:
負(fù)載均衡模塊，實(shí)現(xiàn)特定的算法，在眾多的后端服務(wù)器中，選擇一個(gè)服務(wù)器出來(lái)作為某個(gè)請(qǐng)求的轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器。
請(qǐng)求的處理流程
為了讓大家更好的了解nginx中請(qǐng)求處理過(guò)程，我們以HTTP Request為例，來(lái)做一下詳細(xì)地說(shuō)明。
從nginx的內(nèi)部來(lái)看，一個(gè)HTTP Request的處理過(guò)程涉及到以下幾個(gè)階段。
- 初始化HTTP Request（讀取來(lái)自客戶端的數(shù)據(jù)，生成HTTP Request對(duì)象，該對(duì)象含有該請(qǐng)求所有的信息）。
- 處理請(qǐng)求頭。
- 處理請(qǐng)求體。
- 如果有的話，調(diào)用與此請(qǐng)求（URL或者Location）關(guān)聯(lián)的handler。
- 依次調(diào)用各phase handler進(jìn)行處理。
在這里，我們需要了解一下phase handler這個(gè)概念。phase字面的意思，就是階段。所以phase handlers也就好理解了，就是包含若干個(gè)處理階段的一些handler。
在每一個(gè)階段，包含有若干個(gè)handler，再處理到某個(gè)階段的時(shí)候，依次調(diào)用該階段的handler對(duì)HTTP Request進(jìn)行處理。
通常情況下，一個(gè)phase handler對(duì)這個(gè)request進(jìn)行處理，并產(chǎn)生一些輸出。通常phase handler是與定義在配置文件中的某個(gè)location相關(guān)聯(lián)的。
一個(gè)phase handler通常執(zhí)行以下幾項(xiàng)任務(wù)：
- 獲取location配置。
- 產(chǎn)生適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)。
- 發(fā)送response header。
- 發(fā)送response body。
當(dāng)nginx讀取到一個(gè)HTTP Request的header的時(shí)候，nginx首先查找與這個(gè)請(qǐng)求關(guān)聯(lián)的虛擬主機(jī)的配置。如果找到了這個(gè)虛擬主機(jī)的配置，那么通常情況下，這個(gè)HTTP Request將會(huì)經(jīng)過(guò)以下幾個(gè)階段的處理（phase handlers）：
- NGX_HTTP_POST_READ_PHASE: 讀取請(qǐng)求內(nèi)容階段
- NGX_HTTP_SERVER_REWRITE_PHASE: Server請(qǐng)求地址重寫(xiě)階段
- NGX_HTTP_FIND_CONFIG_PHASE: 配置查找階段:
- NGX_HTTP_REWRITE_PHASE: Location請(qǐng)求地址重寫(xiě)階段
- NGX_HTTP_POST_REWRITE_PHASE: 請(qǐng)求地址重寫(xiě)提交階段
- NGX_HTTP_PREACCESS_PHASE: 訪問(wèn)權(quán)限檢查準(zhǔn)備階段
- NGX_HTTP_ACCESS_PHASE: 訪問(wèn)權(quán)限檢查階段
- NGX_HTTP_POST_ACCESS_PHASE: 訪問(wèn)權(quán)限檢查提交階段
- NGX_HTTP_TRY_FILES_PHASE: 配置項(xiàng)try_files處理階段
- NGX_HTTP_CONTENT_PHASE:內(nèi)容產(chǎn)生階段
- NGX_HTTP_LOG_PHASE: 日志模塊處理階段
在內(nèi)容產(chǎn)生階段，為了給一個(gè)request產(chǎn)生正確的響應(yīng)，nginx必須把這個(gè)request交給一個(gè)合適的content handler去處理。如果這個(gè)request對(duì)應(yīng)的location在配置文件中被明確指定了一個(gè)content handler，那么nginx就可以通過(guò)對(duì)location的匹配，直接找到這個(gè)對(duì)應(yīng)的handler，并把這個(gè)request交給這個(gè)content handler去處理。這樣的配置指令包括像，perl，flv，proxy_pass，mp4等。
如果一個(gè)request對(duì)應(yīng)的location并沒(méi)有直接有配置的content handler，那么nginx依次嘗試:
- 如果一個(gè)location里面有配置 random_index on，那么隨機(jī)選擇一個(gè)文件，發(fā)送給客戶端。
- 如果一個(gè)location里面有配置 index指令，那么發(fā)送index指令指明的文件，給客戶端。
- 如果一個(gè)location里面有配置 autoindex on，那么就發(fā)送請(qǐng)求地址對(duì)應(yīng)的服務(wù)端路徑下的文件列表給客戶端。
- 如果這個(gè)request對(duì)應(yīng)的location上有設(shè)置gzip_static on，那么就查找是否有對(duì)應(yīng)的.gz文件存在，有的話，就發(fā)送這個(gè)給客戶端（客戶端支持gzip的情況下）。
- 請(qǐng)求的URI如果對(duì)應(yīng)一個(gè)靜態(tài)文件，static module就發(fā)送靜態(tài)文件的內(nèi)容到客戶端。
內(nèi)容產(chǎn)生階段完成以后，生成的輸出會(huì)被傳遞到filter模塊去進(jìn)行處理。filter模塊也是與location相關(guān)的。所有的fiter模塊都被組織成一條鏈。輸出會(huì)依次穿越所有的filter，直到有一個(gè)filter模塊的返回值表明已經(jīng)處理完成。
這里列舉幾個(gè)常見(jiàn)的filter模塊，例如：
- server-side includes。
- XSLT filtering。
- 圖像縮放之類的。
- gzip壓縮。
在所有的filter中，有幾個(gè)filter模塊需要關(guān)注一下。按照調(diào)用的順序依次說(shuō)明如下：
- write:寫(xiě)輸出到客戶端，實(shí)際上是寫(xiě)到連接對(duì)應(yīng)的socket上。
- postpone:這個(gè)filter是負(fù)責(zé)subrequest的，也就是子請(qǐng)求的。
- copy:將一些需要復(fù)制的buf(文件或者內(nèi)存)重新復(fù)制一份然后交給剩余的body filter處理。
