前言
本小节主要讨论事件模块中如何接受新连接,其中涉及到了惊群以及负载均衡的处理。
如何建立新连接
之前在分析ngx_event_process_init函数时,将所有空闲连接形成链表之后,它会遍历所有监听端口并将其读事件的回调函数设置为ngx_event_accept
接着会把监听连接的读事件添加到ngx_epoll_module模块中。当执行ngx_epoll_process_events时,如果有新连接事件出现,则会调用ngx_event_accept来建立新的连接。
建立新连接的回调函数
建立新连接的回调函数是ngx_event_accept,每个监听连接的读事件的handler都在ngx_event_process_init中设置为ngx_event_accept。
下面直接看它的源码(省略了不必要的部分):
void
ngx_event_accept(ngx_event_t *ev)
{
socklen_t socklen;
ngx_err_t err;
ngx_log_t *log;
ngx_socket_t s;
ngx_event_t *rev, *wev;
ngx_listening_t *ls;
ngx_connection_t *c, *lc;
ngx_event_conf_t *ecf;
u_char sa[NGX_SOCKADDRLEN];
......
//获取ngx_event_core_module模块的配置项结构体指针
ecf = ngx_event_get_conf(ngx_cycle->conf_ctx, ngx_event_core_module);
if (ngx_event_flags & NGX_USE_RTSIG_EVENT) {
ev->available = 1;
} else if (!(ngx_event_flags & NGX_USE_KQUEUE_EVENT)) {
ev->available = ecf->multi_accept;
}
lc = ev->data;
ls = lc->listening;
ev->ready = 0;
ngx_log_debug2(NGX_LOG_DEBUG_EVENT, ev->log, 0,
"accept on %V, ready: %d", &ls->addr_text, ev->available);
/* 这个循环以available标志位作为判断条件
* 当该标志位被置1,则代表每次尽可能的多建立新连接
* 否则每次调用ngx_event_accept只建立一个新连接
*/
do {
socklen = NGX_SOCKADDRLEN;
......
//调用accept接受新连接
s = accept(lc->fd, (struct sockaddr *) sa, &socklen);
if (s == -1) {
err = ngx_socket_errno;
if (err == NGX_EAGAIN) {
ngx_log_debug0(NGX_LOG_DEBUG_EVENT, ev->log, err,
"accept() not ready");
return;
}
ngx_log_error((ngx_uint_t) ((err == NGX_ECONNABORTED) ?
NGX_LOG_ERR : NGX_LOG_ALERT),
ev->log, err, "accept() failed");
if (err == NGX_ECONNABORTED) {
if (ngx_event_flags & NGX_USE_KQUEUE_EVENT) {
ev->available
}
if (ev->available) {
continue;
}
}
return;
}
.....
/* 这一步操作是设置负载均衡的阀值
* ngx_accept_disabled的初值是负数,为总连接的7/8
* 当ngx_accept_disabled为负数时,
* 则不会触发负载均衡的操作
* 当ngx_accept_disabled是正数时,就会触发负载均衡的操作了(当前进程不会处理新连接,而是将ngx_accept_disabled减1)
*/
ngx_accept_disabled = ngx_cycle->connection_n / 8
- ngx_cycle->free_connection_n;
//获取一个空闲连接
c = ngx_get_connection(s, ev->log);
if (c == NULL) {
if (ngx_close_socket(s) == -1) {
ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, ev->log, ngx_socket_errno,
ngx_close_socket_n " failed");
}
return;
}
......
//每个连接都有其一个专属的内存池
c->pool = ngx_create_pool(ls->pool_size, ev->log);
if (c->pool == NULL) {
ngx_close_accepted_connection(c);
return;
}
c->sockaddr = ngx_palloc(c->pool, socklen);
if (c->sockaddr == NULL) {
ngx_close_accepted_connection(c);
return;
}
ngx_memcpy(c->sockaddr, sa, socklen);
log = ngx_palloc(c->pool, sizeof(ngx_log_t));
if (log == NULL) {
ngx_close_accepted_connection(c);
return;
}
/* set a blocking mode for aio and non-blocking mode for others */
/* 设置套接字的属性 */
if (ngx_inherited_nonblocking) {
if (ngx_event_flags & NGX_USE_AIO_EVENT) {
if (ngx_blocking(s) == -1) {
ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, ev->log, ngx_socket_errno,
ngx_blocking_n " failed");
ngx_close_accepted_connection(c);
return;
}
}
} else {
if (!(ngx_event_flags & (NGX_USE_AIO_EVENT|NGX_USE_RTSIG_EVENT))) {
if (ngx_nonblocking(s) == -1) {
ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, ev->log, ngx_socket_errno,
ngx_nonblocking_n " failed");
ngx_close_accepted_connection(c);
return;
}
}
}
*log = ls->log;
/* 接下来设置连接的成员值 */
//设置接受、发送字符流的方法
c->recv = ngx_recv;
c->send = ngx_send;
c->recv_chain = ngx_recv_chain;
c->send_chain = ngx_send_chain;
c->log = log;
c->pool->log = log;
c->socklen = socklen;
c->listening = ls;
c->local_sockaddr = ls->sockaddr;
c->unexpected_eof = 1;
#if (NGX_HAVE_UNIX_DOMAIN)
if (c->sockaddr->sa_family == AF_UNIX) {
c->tcp_nopush = NGX_TCP_NOPUSH_DISABLED;
c->tcp_nodelay = NGX_TCP_NODELAY_DISABLED;
......
}
#endif
rev = c->read;
wev = c->write;
wev->ready = 1;
if (ngx_event_flags & (NGX_USE_AIO_EVENT|NGX_USE_RTSIG_EVENT)) {
/* rtsig, aio, iocp */
rev->ready = 1;
}
if (ev->deferred_accept) {
rev->ready = 1;
#if (NGX_HAVE_KQUEUE)
rev->available = 1;
#endif
}
rev->log = log;
wev->log = log;
/*
* TODO: MT: - ngx_atomic_fetch_add()
* or protection by critical section or light mutex
*
* TODO: MP: - allocated in a shared memory
* - ngx_atomic_fetch_add()
* or protection by critical section or light mutex
*/
c->number = ngx_atomic_fetch_add(ngx_connection_counter, 1);
......
if (ls->addr_ntop) {
c->addr_text.data = ngx_pnalloc(c->pool, ls->addr_text_max_len);
if (c->addr_text.data == NULL) {
ngx_close_accepted_connection(c);
return;
}
c->addr_text.len = ngx_sock_ntop(c->sockaddr, c->addr_text.data,
ls->addr_text_max_len, 0);
if (c->addr_text.len == 0) {
ngx_close_accepted_connection(c);
return;
}
}
......
ngx_log_debug3(NGX_LOG_DEBUG_EVENT, log, 0,
"*%d accept: %V fd:%d", c->number, &c->addr_text, s);
if (ngx_add_conn && (ngx_event_flags & NGX_USE_EPOLL_EVENT) == 0) {
/* 将该连接对应的读和写事件都添加到epoll监听中*/
if (ngx_add_conn(c) == NGX_ERROR) {
ngx_close_accepted_connection(c);
return;
}
}
log->data = NULL;
log->handler = NULL;
//调用监听端口上的ngx_listening_t结构体的handler方法处理新连接
ls->handler(c);
if (ngx_event_flags & NGX_USE_KQUEUE_EVENT) {
ev->available
}
} while (ev->available);
}
本来想画一个大致的流程图,不过发现《深入理解Nginx》中已经归纳的很好了,如图:
![这里写图片描述]()
处理事件
之前分析ngx_epoll_module时,process_events对应的ngx_epoll_process_events函数还没有分析,放在这里比较合适,它用于处理事件,其中就调用了ngx_event_accept函数建立新连接。
这里也会详细说明关于如何跳过过期的事件。关于过期事件,是指调用epoll_wait返回的就绪的事件中包含一个连接上的多个事件,在处理前面的事件时关闭了该连接,这样就会导致该连接上后面的事件过期失效。
前面的事件关闭了连接之后,将fd置为-1,然后再归还到连接池中,这样可以解决大多数过期事件的问题。但是由于内核分配描述符是从小到大依次分配的,因此如果关闭了连接之后,下一个事件新建连接,复用了刚释放的连接,同时获得的描述符也是刚归回的描述符。这样就导致原本过期的事件对应的是新建立的连接,它会以为自己并没有过期,但是其实它对应的应该是已经关闭的连接,已经过期了。
关于这种特殊情况,nginx采用的处理方法是,利用ngx_event_t中的instance位,当重复使用连接的时候,就将该连接对应的该位取反,这样早期获得该连接的instance位,与马上重用该连接对应instance就不相同了。关于如何存储早期的instance位是一个问题,我们可以额外增加1位来专门存储它,不过nginx有更好的办法,没有增加额外的成本,等下我们就可以看到这是如何做到的。
其实大部分超时事件可以通过该连接对应的fd置为-1解决,但是刚才的特殊情况,是重用了刚释放的连接并且内核分配的描述符又恰好与原来的连接对应的描述符一样。造成这种特殊情况有比较坎坷的要求,首先是需要重用同一个连接,其次是该连接对应的描述符要与原来连接对应的描述符相等,将instance位置反,就是专门为了处理这种特殊情况。
static ngx_int_t
ngx_epoll_process_events(ngx_cycle_t *cycle, ngx_msec_t timer, ngx_uint_t flags)
{
int events;
uint32_t revents;
ngx_int_t instance, i;
ngx_uint_t level;
ngx_err_t err;
ngx_event_t *rev, *wev, **queue;
ngx_connection_t *c;
ngx_log_debug1(NGX_LOG_DEBUG_EVENT, cycle->log, 0,
"epoll timer: %M", timer);
events = epoll_wait(ep, event_list, (int) nevents, timer);
err = (events == -1) ? ngx_errno : 0;
if (flags & NGX_UPDATE_TIME || ngx_event_timer_alarm) {
ngx_time_update();
}
if (err) {
if (err == NGX_EINTR) {
if (ngx_event_timer_alarm) {
ngx_event_timer_alarm = 0;
return NGX_OK;
}
level = NGX_LOG_INFO;
} else {
level = NGX_LOG_ALERT;
}
ngx_log_error(level, cycle->log, err, "epoll_wait() failed");
return NGX_ERROR;
}
if (events == 0) {
if (timer != NGX_TIMER_INFINITE) {
return NGX_OK;
}
ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, cycle->log, 0,
"epoll_wait() returned no events without timeout");
return NGX_ERROR;
}
ngx_mutex_lock(ngx_posted_events_mutex);
for (i = 0; i < events; i++) {
c = event_list[i].data.ptr;
instance = (uintptr_t) c & 1;
c = (ngx_connection_t *) ((uintptr_t) c & (uintptr_t) ~1);
rev = c->read;
if (c->fd == -1 || rev->instance != instance) {
ngx_log_debug1(NGX_LOG_DEBUG_EVENT, cycle->log, 0,
"epoll: stale event %p", c);
continue;
}
revents = event_list[i].events;
ngx_log_debug3(NGX_LOG_DEBUG_EVENT, cycle->log, 0,
"epoll: fd:%d ev:%04XD d:%p",
c->fd, revents, event_list[i].data.ptr);
if (revents & (EPOLLERR|EPOLLHUP)) {
ngx_log_debug2(NGX_LOG_DEBUG_EVENT, cycle->log, 0,
"epoll_wait() error on fd:%d ev:%04XD",
c->fd, revents);
}
#if 0
if (revents & ~(EPOLLIN|EPOLLOUT|EPOLLERR|EPOLLHUP)) {
ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, cycle->log, 0,
"strange epoll_wait() events fd:%d ev:%04XD",
c->fd, revents);
}
#endif
if ((revents & (EPOLLERR|EPOLLHUP))
&& (revents & (EPOLLIN|EPOLLOUT)) == 0)
{
revents |= EPOLLIN|EPOLLOUT;
}
if ((revents & EPOLLIN) && rev->active) {
if ((flags & NGX_POST_THREAD_EVENTS) && !rev->accept) {
rev->posted_ready = 1;
} else {
rev->ready = 1;
}
if (flags & NGX_POST_EVENTS) {
queue = (ngx_event_t **) (rev->accept ?
&ngx_posted_accept_events : &ngx_posted_events);
ngx_locked_post_event(rev, queue);
} else {
rev->handler(rev);
}
}
wev = c->write;
if ((revents & EPOLLOUT) && wev->active) {
if (c->fd == -1 || wev->instance != instance) {
ngx_log_debug1(NGX_LOG_DEBUG_EVENT, cycle->log, 0,
"epoll: stale event %p", c);
continue;
}
if (flags & NGX_POST_THREAD_EVENTS) {
wev->posted_ready = 1;
} else {
wev->ready = 1;
}
if (flags & NGX_POST_EVENTS) {
ngx_locked_post_event(wev, &ngx_posted_events);
} else {
wev->handler(wev);
}
}
}
ngx_mutex_unlock(ngx_posted_events_mutex);
return NGX_OK;
}
ngx_epoll_process_events的主要工作就是调用epoll_wait,处理激活的事件,并检测事件是否过期,过期则不处理,接着判断该事件是否需要延迟处理,如果需要,则加到相应的队列中,否则调用连接上对应的读/写事件的回调函数进行处理。
小结
本小节主要分析了新连接的处理以及ngx_epoll_process_events函数、过期事件的处理。接下来,我们将看到nginx是如何处理惊群以及负载均衡问题以及整个事件处理的流程。
作者：Move_now 发表于2017/11/9 22:12:01
原文链接
