nginx连接资源管理

本文介绍在nginx中连接资源(即ngx_connection_t)的管理与使用。

连接池的初始化

在ngx_cycle_t结构体中维护了几个和连接相关的数据，具体如下

struct ngx_cycle_s {
    ....
    ngx_connection_t         *free_connections;
    ngx_uint_t                free_connection_n;
    ngx_uint_t                connection_n;
    ngx_connection_t         *connections;
    ngx_event_t              *read_events;
    ngx_event_t              *write_events;
}

逐一说明一下

• connection_n表示最大的连接数量，通过配置项worker_connections设置
• connections、read_events、write_events都是数组，数组大小为connection_n，且下标都是一一对应，例如connections[i]、read_events[i]、write_events[i]一定是配套使用的一组。connections[i].read = read_events[i],connections[i].write=write_events[i]也始终是成立的。
• free_connections是一个链表的头部，表示空闲的链接，free_connection_n表示空闲连接的数量。
  • 空闲的链表通过c[i].data当作next指针逐一串联
  • 利用一个free链管理一个资源池的方式与filter中的ngx_output_chain_ctx_t.free类似
• 上述相关资源的初始化都发生在ngx_event_process_init()函数中，即在worker进程初始化时完成。

关于free链结构可以参考ngx_event_process_init()中的代码

c = cycle->connections;
i = cycle->connection_n;
next = NULL;

do {
    i--;
    c[i].data = next;
    c[i].read = &cycle->read_events[i];
    c[i].write = &cycle->write_events[i];
    c[i].fd = (ngx_socket_t) -1;
    next = &c[i];
} while (i);

cycle->free_connections = next;
cycle->free_connection_n = cycle->connection_n;

连接的申请与释放

连接的申请与释放就是对cycle->free_connections的操作，相关的函数有2个ngx_get_connection()与ngx_free_connection().核心的逻辑可以参考代码

ngx_connection_t *
ngx_get_connection(ngx_socket_t s, ngx_log_t *log)
{
    ...
    c = ngx_cycle->free_connections;
    ngx_cycle->free_connections = c->data;
    ngx_cycle->free_connection_n--;
    ...
}

void
ngx_free_connection(ngx_connection_t *c)
{
    c->data = ngx_cycle->free_connections;
    ngx_cycle->free_connections = c;
    ngx_cycle->free_connection_n++;
    ...
}

连接的典型场景

通过查看ngx_get_connection()与的引用，可以看到连接的主要使用场景

• 场景一：作为监听fd的管理，在ngx_event_process_init()函数中会为cycle->listening中的每个监听绑定一个connection对象，并把connection对象的read事件处理函数设置为ngx_event_accept。
• 场景二：accept连接后的管理，在ngx_event_accept()中，在accept获得新连接后会通过connection进行管理，也是业务开发中reqeust->connection对象的来源。
• 场景三：当nginx需要作为客户端发起请求时，调用ngx_event_connect_peer()函数，也会从连接池中申请资源，这个也是upstream->peer.connection对象的来源。