Nginx 如何实现高性能低消耗
nginx 是一个轻量级的http 服务程序，相比其他服务器程序如apache，nginx占用内存少，稳定性高，并发处理能力强。同时nginx 还是一个反向代理服务程序，和邮件代理服务程序。nginx具有丰富的模块库、灵活的配置、较低资源消耗等优点。下面，我们一起深入看一下nginx的工作机制
1. nginx 如何实现高性能低消耗的呢？我们从以下几个方面说明以下：
网络事件处理机制
nginx 采用异步非阻塞的方式处理请求，可以同时处理上万的请求nginx 支持 select/epoll 等流行事件处理机制，根据系统环境自动选择nginx 采用独立于系统的事件处理机制，能够高效处理请求资源分配技术
nginx 采用分阶段资源分配技术，使得它的cpu和内存消耗非常低多核处理优化
nginx 默认采用多进程启动模式nginx 包含master 进程 和 worker 进程能够充分利用 smp 对称多处理的优势，减少worker进程磁盘i/o的阻塞nginx 支持worker进程和cpu内核 一一对应绑定，避免进程上下文的切换致使cache失效基于上面提到技术，以及nginx很多地方的优化，让nginx成为最快的http服务器。
2.nginx的进程模型在nginx的技术架构中，进程模型是至关重要的一部分。接下来，我们一起看看nginx进程模型，以及它们的工作机制。
linux 系统中，nginx默认以守护进程daemon方式启动，默认采用多进程方式。nginx包括两种类型的进程：
master 进程，数量只有一个，管理nginx本身和worker进程worker 进程，数量一般和cpu核数相等，nginx的所有请求处理，均是在worker进程中完成下面，我们分别深入看一下master和worker进程。
2.1 master 进程工作机制
在nginx启动时，master进程创建，主要负责初始化nginx和相关模块、fork worker进程、接收处理外界信号等工作。
nginx的初始化过程：
解析配置文件，这是nginx初始化最重要的一个环节调用各个配置指令回调函数，完成各个模块的配置、相互关联等建立listen 的 socket(listenfd)准备工作都完成后，fork worker子进程和cache子进程master 进程信号处理机制
我们通过kill命令发送信号给nignx master 进程，看看master进程如何处理：
分析流程：
master 进程接收到 hup 信号master 进程重新加载配置文件master 进程启动新的worker进程master 进程发送信号给worker 进程老的worker进程不再接收新的请求老的worker进程处理完当前请求，退出至此，nginx完成平滑重启注意：nginx 0.8 版本以后，提供了 -s参数，用于管理nginx服务的停止和重启，注意line 11：
2.2 worker 进程工作机制
worker进程负责所有请求的处理工作，我们通过一个http请求，来梳理一下worker的工作流程：
新的请求到来：所有的work进程的listenfd都会变得可读竟抢互斥锁：所有 worker 进程在注册listenfd读事件前，要先抢accept_mutex抢到互斥锁的worker，注册listenfd读事件，在事件中调用accept接受该连接拿到请求后，worker进程开始读取请求，解析请求，处理请求，产生数据，再返回给客户端worker进程断开连接需要注意：一个http请求，完全由worker进程处理，而且只在一个worker中处理
2.3 master-worker 进程架构机制的优势有哪些？？
对于每个worker 进程来说，独立的进程，不需要加锁，节约锁导致的资源开销；worker进程之间，互不干扰，平滑重启就是很好的例子，服务不中断。
2.4 网络事件处理机制
nginx 采用的是异步非阻塞事件处理机制，支持select/poll/epoll/kqueue 等等。nginx 同时会监控多个事件，调用他们是阻塞的。但是调用有超时时间，在超时时间内，如果有事件准备好了，就返回，否则重新放入epoll中。当读写返回eagain时，事件将会被再次放入epoll中。
处理线程只有一个，同时处理的请求也只有一个，所谓多请求并发，只是在不断的切换请求而已。虽然是切换，但这种切换不涉及上下文切换，相比十分轻量。更多的并发，只是会占用更多的内存。
进程相关的还有，信号和定时器，这部分另外单独讲解。
nginx 包含哪些模块nginx是模块化架构的服务，丰富的模块，松散耦合，也让nginx更加强大！我看看nginx 都有哪些模块
内核模块
实现了底层的通讯协议，为其他模块/进程构建运行环境、协作基础，打开listen 的端口，启动worker进程
http/mail模块
两个特殊模块，位于内核模块和各功能模块间；在内核模块之上实现了另一层的抽象；处理http/mail协议事件；确保调用功能模块顺序正确。
event模块
负责监听accept后建立的连接，对读写事件进行添加删除；与非阻塞 i/o 模型结合使用；支持select/poll/epoll/kqueue等；注意惊群效应，后面有解释。
handler模块
负责接受客户端请求并产生输出；通过配置文件中location指令配置 content handler 模块。
filter模块
负责输出内容处理，修改输出内容；fiter模块在获取回复内容之后，向用户发送响应之前，执行处理动作；调用顺序在编译时就确定了。
upstream模块
实现反向代理的功能，负责将请求转发到后端服务器上，并读取响应，发回客户端；跨越单机的限制，完成网络数据的接收、处理和转发；
loadbalancer模块
根据配置指定算法，在众多的后端服务器中选择一个，完成请求的转发服务器；都有哪些算法呢？
惊群效应：
当内核 accept 一个连接时，会唤醒所有等待中的进程但实际上只有一个进程能获取连接，其他的进程都是被无效唤醒的所以 nginx 采用了自有的一套 accept 加锁机制，避免多个进程同时调用 acceptnginx 多进程的锁在底层默认是通过 cpu 自旋锁来实现。如果操作系统不支持自旋锁，就采用文件锁。
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nginx 采用异步非阻塞的方式处理请求，可以同时处理上万的请求nginx 支持 select/epoll 等流行事件处理机制，根据系统环境自动选择nginx 采用独立于系统的事件处理机制，能够高效处理请求资源分配技术
nginx 采用分阶段资源分配技术，使得它的cpu和内存消耗非常低多核处理优化
nginx 默认采用多进程启动模式nginx 包含master 进程 和 worker 进程能够充分利用 smp 对称多处理的优势，减少worker进程磁盘i/o的阻塞nginx 支持worker进程和cpu内核 一一对应绑定，避免进程上下文的切换致使cache失效基于上面提到技术，以及nginx很多地方的优化，让nginx成为最快的http服务器。
2.nginx的进程模型在nginx的技术架构中，进程模型是至关重要的一部分。接下来，我们一起看看nginx进程模型，以及它们的工作机制。
linux 系统中，nginx默认以守护进程daemon方式启动，默认采用多进程方式。nginx包括两种类型的进程：
master 进程，数量只有一个，管理nginx本身和worker进程worker 进程，数量一般和cpu核数相等，nginx的所有请求处理，均是在worker进程中完成下面，我们分别深入看一下master和worker进程。
2.1 master 进程工作机制
在nginx启动时，master进程创建，主要负责初始化nginx和相关模块、fork worker进程、接收处理外界信号等工作。
nginx的初始化过程：
解析配置文件，这是nginx初始化最重要的一个环节调用各个配置指令回调函数，完成各个模块的配置、相互关联等建立listen 的 socket(listenfd)准备工作都完成后，fork worker子进程和cache子进程master 进程信号处理机制
我们通过kill命令发送信号给nignx master 进程，看看master进程如何处理：
分析流程：
master 进程接收到 hup 信号master 进程重新加载配置文件master 进程启动新的worker进程master 进程发送信号给worker 进程老的worker进程不再接收新的请求老的worker进程处理完当前请求，退出至此，nginx完成平滑重启注意：nginx 0.8 版本以后，提供了 -s参数，用于管理nginx服务的停止和重启，注意line 11：
2.2 worker 进程工作机制
worker进程负责所有请求的处理工作，我们通过一个http请求，来梳理一下worker的工作流程：
新的请求到来：所有的work进程的listenfd都会变得可读竟抢互斥锁：所有 worker 进程在注册listenfd读事件前，要先抢accept_mutex抢到互斥锁的worker，注册listenfd读事件，在事件中调用accept接受该连接拿到请求后，worker进程开始读取请求，解析请求，处理请求，产生数据，再返回给客户端worker进程断开连接需要注意：一个http请求，完全由worker进程处理，而且只在一个worker中处理
2.3 master-worker 进程架构机制的优势有哪些？？
对于每个worker 进程来说，独立的进程，不需要加锁，节约锁导致的资源开销；worker进程之间，互不干扰，平滑重启就是很好的例子，服务不中断。
2.4 网络事件处理机制
nginx 采用的是异步非阻塞事件处理机制，支持select/poll/epoll/kqueue 等等。nginx 同时会监控多个事件，调用他们是阻塞的。但是调用有超时时间，在超时时间内，如果有事件准备好了，就返回，否则重新放入epoll中。当读写返回eagain时，事件将会被再次放入epoll中。
处理线程只有一个，同时处理的请求也只有一个，所谓多请求并发，只是在不断的切换请求而已。虽然是切换，但这种切换不涉及上下文切换，相比十分轻量。更多的并发，只是会占用更多的内存。
进程相关的还有，信号和定时器，这部分另外单独讲解。
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两个特殊模块，位于内核模块和各功能模块间；在内核模块之上实现了另一层的抽象；处理http/mail协议事件；确保调用功能模块顺序正确。
event模块
负责监听accept后建立的连接，对读写事件进行添加删除；与非阻塞 i/o 模型结合使用；支持select/poll/epoll/kqueue等；注意惊群效应，后面有解释。
handler模块
负责接受客户端请求并产生输出；通过配置文件中location指令配置 content handler 模块。
filter模块
负责输出内容处理，修改输出内容；fiter模块在获取回复内容之后，向用户发送响应之前，执行处理动作；调用顺序在编译时就确定了。
upstream模块
实现反向代理的功能，负责将请求转发到后端服务器上，并读取响应，发回客户端；跨越单机的限制，完成网络数据的接收、处理和转发；
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根据配置指定算法，在众多的后端服务器中选择一个，完成请求的转发服务器；都有哪些算法呢？
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