Nginx 变量漫谈（五）

前面在 （二） 中我们已经了解到变量值容器的生命期是与请求绑定的，但是我当时有意避开了“请求”的正式定义。大家应当一直默认这里的“请求”都是指客户端发起的 HTTP 请求。其实在 Nginx 世界里有两种类型的“请求”，一种叫做“主请求”（main request），而另一种则叫做“子请求”（subrequest）。我们先来介绍一下它们。

所谓“主请求”，就是由 HTTP 客户端从 Nginx 外部发起的请求。我们前面见到的所有例子都只涉及到“主请求”，包括 （二） 中那两个使用 echo_exec 和 rewrite 指令发起“内部跳转”的例子。

而“子请求”则是由 Nginx 正在处理的请求在 Nginx 内部发起的一种级联请求。“子请求”在外观上很像 HTTP 请求，但实现上却和 HTTP 协议乃至网络通信一点儿关系都没有。它是 Nginx 内部的一种抽象调用，目的是为了方便用户把“主请求”的任务分解为多个较小粒度的“内部请求”，并发或串行地访问多个 location 接口，然后由这些 location 接口通力协作，共同完成整个“主请求”。当然，“子请求”的概念是相对的，任何一个“子请求”也可以再发起更多的“子子请求”，甚至可以玩递归调用（即自己调用自己）。当一个请求发起一个“子请求”的时候，按照 Nginx 的术语，习惯把前者称为后者的“父请求”（parent request）。值得一提的是，Apache 服务器中其实也有“子请求”的概念，所以来自 Apache 世界的读者对此应当不会感到陌生。

下面就来看一个使用了“子请求”的例子：

    location /main {
        echo_location /foo;
        echo_location /bar;
    }
 
    location /foo {
        echo foo;
    }
 
    location /bar {
        echo bar;
    }

这里在 location /main 中，通过第三方 ngx_echo 模块的 echo_location 指令分别发起到 /foo 和 /bar 这两个接口的 GET 类型的“子请求”。由 echo_location 发起的“子请求”，其执行是按照配置书写的顺序串行处理的，即只有当 /foo 请求处理完毕之后，才会接着处理 /bar 请求。这两个“子请求”的输出会按执行顺序拼接起来，作为 /main 接口的最终输出：

    $ curl 'http://localhost:8080/main'
    foo
    bar

我们看到，“子请求”方式的通信是在同一个虚拟主机内部进行的，所以 Nginx 核心在实现“子请求”的时候，就只调用了若干个 C 函数，完全不涉及任何网络或者 UNIX 套接字（socket）通信。我们由此可以看出“子请求”的执行效率是极高的。

回到先前对 Nginx 变量值容器的生命期的讨论，我们现在依旧可以说，它们的生命期是与当前请求相关联的。每个请求都有所有变量值容器的独立副本，只不过当前请求既可以是“主请求”，也可以是“子请求”。即便是父子请求之间，同名变量一般也不会相互干扰。让我们来通过一个小实验证明一下这个说法：

    location /main {
        set $var main;
 
        echo_location /foo;
        echo_location /bar;
 
        echo "main: $var";
    }
 
    location /foo {
        set $var foo;
        echo "foo: $var";
    }
 
    location /bar {
        set $var bar;
        echo "bar: $var";
    }

在这个例子中，我们分别在 /main，/foo 和 /bar 这三个 location 配置块中为同一名字的变量，$var，分别设置了不同的值并予以输出。特别地，我们在 /main 接口中，故意在调用过 /foo 和 /bar 这两个“子请求”之后，再输出它自己的 $var 变量的值。请求 /main 接口的结果是这样的：

    $ curl 'http://localhost:8080/main'
    foo: foo
    bar: bar
    main: main

显然，/foo 和 /bar 这两个“子请求”在处理过程中对变量 $var 各自所做的修改都丝毫没有影响到“主请求” /main. 于是这成功印证了“主请求”以及各个“子请求”都拥有不同的变量 $var 的值容器副本。

不幸的是，一些 Nginx 模块发起的“子请求”却会自动共享其“父请求”的变量值容器，比如第三方模块ngx_auth_request. 下面是一个例子：

    location /main {
        set $var main;
        auth_request /sub;
        echo "main: $var";
    }
 
    location /sub {
        set $var sub;
        echo "sub: $var";
    }

这里我们在 /main 接口中先为 $var 变量赋初值 main，然后使用 ngx_auth_request 模块提供的配置指令auth_request，发起一个到 /sub 接口的“子请求”，最后利用 echo 指令输出变量 $var 的值。而我们在/sub 接口中则故意把 $var 变量的值改写成 sub. 访问 /main 接口的结果如下：

    $ curl 'http://localhost:8080/main'
    main: sub

我们看到，/sub 接口对 $var 变量值的修改影响到了主请求 /main. 所以 ngx_auth_request 模块发起的“子请求”确实是与其“父请求”共享一套 Nginx 变量的值容器。

对于上面这个例子，相信有读者会问：“为什么‘子请求’ /sub 的输出没有出现在最终的输出里呢？”答案很简单，那就是因为 auth_request 指令会自动忽略“子请求”的响应体，而只检查“子请求”的响应状态码。当状态码是 2XX 的时候，auth_request 指令会忽略“子请求”而让 Nginx 继续处理当前的请求，否则它就会立即中断当前（主）请求的执行，返回相应的出错页。在我们的例子中，/sub “子请求”只是使用 echo指令作了一些输出，所以隐式地返回了指示正常的 200 状态码。

如 ngx_auth_request 模块这样父子请求共享一套 Nginx 变量的行为，虽然可以让父子请求之间的数据双向传递变得极为容易，但是对于足够复杂的配置，却也经常导致不少难于调试的诡异 bug. 因为用户时常不知道“父请求”的某个 Nginx 变量的值，其实已经在它的某个“子请求”中被意外修改了。诸如此类的因共享而导致的不好的“副作用”，让包括 ngx_echo，ngx_lua，以及 ngx_srcache 在内的许多第三方模块都选择了禁用父子请求间的变量共享。