Nginx架構和原理

Nginx 是一個免費的，開源的，高性能的 HTTP 服務器和反向代理，以及 IMAP / POP3 代理服務器。Nginx 以其高性能，穩定性，豐富的功能，簡單的配置和低資源消耗而聞名。

Nginx 的整體架構

Nginx 裏有一個 master 進程和多個 worker 進程。master 進程並不處理網絡請求，主要負責調度工作進程：加載配置、啓動工作進程及非停升級。worker 進程負責處理網絡請求與響應。

master進程主要用來管理worker進程，具體包括如下4個主要功能：

woker進程主要用來處理基本的網絡事件：

多個worker進程之間是對等且相互獨立的，他們同等競爭來自客戶端的請求。
一個請求，只可能在一個worker進程中處理，一個worker進程，不可能處理其它進程的請求。
worker進程的個數是可以設置的，一般我們會設置與機器cpu核數一致。同時，nginx爲了更好的利用多核特性，具有cpu綁定選項，我們可以將某一個進程綁定在某一個核上，這樣就不會因爲進程的切換帶來cache的失效。

Ngnix 是如何實現高性能的？

事件驅動模型

基於異步及非阻塞的事件驅動模型，可以說是 Nginx 得以獲得高併發、高性能的關鍵因素。這一點上和 Netty 類似，底層都是使用的 BSD kqueue、Linux epoll 及 Solaris event ports。

多進程機制

使用多進程的好處有兩點：

進程之間不共享資源，不需要加鎖，減少了使用鎖對性能造成的影響，同時降低編程的複雜度，降低開發成本。
採用獨立的進程，可以讓進程互相之間不會影響，如果一個進程發生異常退出時，其它進程正常工作，master 進程則很快啓動新的 worker 進程，確保服務不會中斷，從而將風險降到最低。

內存池

爲了避免出現內存碎片，減少向操作系統申請內存的次數、降低各個模塊的開發複雜度，Nginx 設計了簡單的內存池，它的作用主要是把多次向系統申請內存的操作整合成一次，這大大減少了 CPU 資源的消耗，同時減少了內存碎片。

高度模塊化的設計是 Nginx 的架構基礎。Openresty 就是在 Nginx 上引入了 lua 等第三方模塊，使得擴展更加方便了。