Nginx系列（三）--管理进程、多工作进程设计

Nginx由一个master进程和多个worker进程组成，但master进程或者worker进程中并不会再创建线程。

一、master进程和worker进程的作用

master进程

不须要处理网络事件。不负责业务的运行，仅仅会通过管理worker等子进程来实现重新启动服务、平滑升级、更换日志文件、配置文件实时生效等功能。

master是通过fork系统调用子进程来实现和子进程的通信。

worker进程

用来处理master进程fork过来的请求

worker进程是通过处理信号来实现和master通信的

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二、信号的处理过程

Master进程接收到信号是如何进行处理的？

master进程接收到信号后，会先又一次载入配置文件，然后再启动新的进程，并向全部老的进程发送信号，告诉他们能够光荣退休了。

新的进程在启动后，就開始接受新的请求，而老的进程在收到来自master信号后。就不再接收新的请求，而且在当前进程中的全部未处理完的请求处理完毕后再退出。

Worker进程接收到信号是如何进行处理的？

首先。worker进程之间是平等的，每一个进程，处理请求的机会也是一样的。当我们提供80port的http服务时，一个连接请求过来，每一个进程都有可能处理这个连接，怎么做到的呢？首先。每一个worker进程都是从master进程fork过来的，在master进程里面，先建立好须要listen的socket之后。然后再fork出多个worker进程。这样每一个worker进程都能够去接受这个socket。一般来说，当一个连接进来后，全部在accept这个socket上面的进程都会收到通知，而仅仅有一个进程能够接受这个连接，其它的则accept失败。这就是所谓的惊群现象。

那么为了解决问题。Nginx提供了一个accept_mutex（可选项，默认打开）。

这是一个加在accept上的一把共享所。有了这把锁之后，同一时刻。就会仅仅有一个进程在accept连接,这样就不会有惊群问题了。

当一个worker进程在accept这个连接之后，就開始读取请求。解析请求，处理请求。产生数据后，再返回给client。最后才断开连接。

一个请求，全然由worker进程来处理。并且仅仅在一个worker进程中处理。

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三、这样设计的长处

1、利用多核系统的并发处理能力

如今操作系统都是多核CPU，假设一直是仅仅有一个进程在工作，那么浪费资源，假设是worker进程间地位不平等势必造成进程瓶颈问题，Nginx为了避免这个问题，设计worker间进程平等。另外，worker数与cpu核数一致。则会达到CPU资源的充分利用，假设worker数多于cpu核数，势必造成资源的竞争；若小于cpu核数。势必造成资源浪费。提高网络性能。减少请求时延。

2、负载均衡

多个worker之间通过进程通信来实现负载均衡。即当一个请求到来时，更easy分配到负载较轻的worker进程中处理。这将减少请求的时延。并在一定程度上提高网络性能

3、管理进程负责监控工作进程的状态，并负责管理其行为

这样做的优点是：

a.管理进程不会占用多少系统资源

b.管理进程负责监控工作进程状态，假设某个工作进程死掉，管理进程负责创建出新的工作进程，避免系统性能下降。

提高了系统的可靠性。

c.管理进程支持Nginx服务执行中的程序升级、配置项改动等，使得动态可扩展性、动态定制性、动态进化性较easy实现。