Nginx學習筆記(四) 源碼分析&socket/UDP/shmem


源碼分析

  在茫茫的源碼中,看到了幾個好像挺熟悉的名字(socket/UDP/shmem)。那就來看看這個文件吧!從簡單的開始~~~

src/os/unix/Ngx_socket.h&Ngx_socket.c

  源碼如下(可用Source Insight來看源碼,不錯的選擇):

/*
 * Copyright (C) Igor Sysoev
 * Copyright (C) Nginx, Inc.
 */


#ifndef _NGX_SOCKET_H_INCLUDED_
#define _NGX_SOCKET_H_INCLUDED_


#include <ngx_config.h>


#define NGX_WRITE_SHUTDOWN SHUT_WR

typedef int  ngx_socket_t;

#define ngx_socket          socket
#define ngx_socket_n        "socket()"


#if (NGX_HAVE_FIONBIO)

int ngx_nonblocking(ngx_socket_t s);
int ngx_blocking(ngx_socket_t s);

#define ngx_nonblocking_n   "ioctl(FIONBIO)"
#define ngx_blocking_n      "ioctl(!FIONBIO)"

#else

#define ngx_nonblocking(s)  fcntl(s, F_SETFL, fcntl(s, F_GETFL) | O_NONBLOCK)
#define ngx_nonblocking_n   "fcntl(O_NONBLOCK)"

#define ngx_blocking(s)     fcntl(s, F_SETFL, fcntl(s, F_GETFL) & ~O_NONBLOCK)
#define ngx_blocking_n      "fcntl(!O_NONBLOCK)"

#endif

int ngx_tcp_nopush(ngx_socket_t s);
int ngx_tcp_push(ngx_socket_t s);

#if (NGX_LINUX)

#define ngx_tcp_nopush_n   "setsockopt(TCP_CORK)"
#define ngx_tcp_push_n     "setsockopt(!TCP_CORK)"

#else

#define ngx_tcp_nopush_n   "setsockopt(TCP_NOPUSH)"
#define ngx_tcp_push_n     "setsockopt(!TCP_NOPUSH)"

#endif


#define ngx_shutdown_socket    shutdown
#define ngx_shutdown_socket_n  "shutdown()"

#define ngx_close_socket    close
#define ngx_close_socket_n  "close() socket"


#endif /* _NGX_SOCKET_H_INCLUDED_ */
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  其中,創建socket的相關函數如下:

typedef int  ngx_socket_t;//這個應該是套接口的描述符了

#define ngx_socket          socket           //只是替換了名稱,仍然是socket,沒什么可怕的
#define ngx_socket_n        "socket()"

  接下來:

#if (NGX_HAVE_FIONBIO)  //FIONBIO:設置/ 清除非阻塞I/O 標志式
//使用ioctl來設置
int ngx_nonblocking(ngx_socket_t s);
int ngx_blocking(ngx_socket_t s);

#define ngx_nonblocking_n   "ioctl(FIONBIO)"
#define ngx_blocking_n      "ioctl(!FIONBIO)"

#else

//使用fcntl(點擊查看詳情)設定非阻塞狀態 #define ngx_nonblocking(s) fcntl(s, F_SETFL, fcntl(s, F_GETFL) | O_NONBLOCK)//fcntl(s,F_GETEL)獲取文件鎖定狀態 #define ngx_nonblocking_n "fcntl(O_NONBLOCK)" #define ngx_blocking(s) fcntl(s, F_SETFL, fcntl(s, F_GETFL) & ~O_NONBLOCK) #define ngx_blocking_n "fcntl(!O_NONBLOCK)" #endif

  然后看看Ngnix自己定義的阻塞與非阻塞函數:

int ngx_nonblocking(ngx_socket_t s)
{
    int  nb;
    nb = 1;
    return ioctl(s, FIONBIO, &nb);//FIONBIO:設置/清除非阻塞I/O 標志
}

int ngx_blocking(ngx_socket_t s)
{
    int  nb;
    nb = 0;
    return ioctl(s, FIONBIO, &nb);
}

  ioctl:提供對連接到fd的設備驅動程序的屬性和操作的訪問。

  而fcntl用來設置和修改描述符的的屬性。

  兩種方法都可以用來設置socket阻塞與非阻塞模式。

  再接着掃代碼~:

int ngx_tcp_nopush(ngx_socket_t s);
  //
setsockopt(s, IPPROTO_TCP, TCP_NOPUSH,(const void *) &tcp_nopush, sizeof(int));---->FREEBSD
//setsockopt(s, IPPROTO_TCP, TCP_CORK,(const void *) &cork, sizeof(int)); ----->linux
int ngx_tcp_push(ngx_socket_t s);
  //setsockopt(s, IPPROTO_TCP, TCP_NOPUSH,(const void *) &tcp_nopush, sizeof(int));----->FREEBSD
  //
setsockopt(s, IPPROTO_TCP, TCP_CORK,(const void *) &cork, sizeof(int)); ----->linux

  這個指令指定是否使用socket的TCP_NOPUSH(FreeBSD)或TCP_CORK(linux)選項,這個選項只在使用sendfile時有效。設置這個選項的將導致nginx試圖將它的HTTP應答頭封裝到一個包中。

  所謂的cork就是塞子的意思,形象地理解就是用cork將連接塞住,使得數據先不發出去,等到拔去塞子后再發出去,而nodelay事實上是為了禁用Nagle算法,Nagle算法為了增加了網絡的吞吐量而犧牲了響應時間體驗。

  在進行大量數據發送的時候可以置位TCP_CORK關閉Nagle算法保證網絡利用性,盡可能的進行數據的組包,以最大mtu傳輸。

src/os/unix/Ngx_dup_recv.c

/*
 * Copyright (C) Igor Sysoev
 * Copyright (C) Nginx, Inc.
 */

#include <ngx_config.h>
#include <ngx_core.h>
#include <ngx_event.h>


#if (NGX_HAVE_KQUEUE)

ssize_t
ngx_udp_unix_recv(ngx_connection_t *c, u_char *buf, size_t size)
{
    ssize_t       n;
    ngx_err_t     err;
    ngx_event_t  *rev;

    rev = c->read;

    do {
        n = recv(c->fd, buf, size, 0);

        ngx_log_debug3(NGX_LOG_DEBUG_EVENT, c->log, 0,
                       "recv: fd:%d %d of %d", c->fd, n, size);

        if (n >= 0) {
            if (ngx_event_flags & NGX_USE_KQUEUE_EVENT) {
                rev->available -= n;

                /*
                 * rev->available may be negative here because some additional
                 * bytes may be received between kevent() and recv()
                 */

                if (rev->available <= 0) {
                    rev->ready = 0;
                    rev->available = 0;
                }
            }

            return n;
        }

        err = ngx_socket_errno;

        if (err == NGX_EAGAIN || err == NGX_EINTR) {
            ngx_log_debug0(NGX_LOG_DEBUG_EVENT, c->log, err,
                           "recv() not ready");
            n = NGX_AGAIN;

        } else {
            n = ngx_connection_error(c, err, "recv() failed");
            break;
        }

    } while (err == NGX_EINTR);

    rev->ready = 0;

    if (n == NGX_ERROR) {
        rev->error = 1;
    }

    return n;
}

#else /* ! NGX_HAVE_KQUEUE */

ssize_t
ngx_udp_unix_recv(ngx_connection_t *c, u_char *buf, size_t size)
{
    ssize_t       n;
    ngx_err_t     err;
    ngx_event_t  *rev;

    rev = c->read;

    do {
        n = recv(c->fd, buf, size, 0);

        ngx_log_debug3(NGX_LOG_DEBUG_EVENT, c->log, 0,
                       "recv: fd:%d %d of %d", c->fd, n, size);

        if (n >= 0) {
            return n;
        }

        err = ngx_socket_errno;

        if (err == NGX_EAGAIN || err == NGX_EINTR) {
            ngx_log_debug0(NGX_LOG_DEBUG_EVENT, c->log, err,
                           "recv() not ready");
            n = NGX_AGAIN;

        } else {
            n = ngx_connection_error(c, err, "recv() failed");
            break;
        }

    } while (err == NGX_EINTR);

    rev->ready = 0;

    if (n == NGX_ERROR) {
        rev->error = 1;
    }

    return n;
}

#endif /* NGX_HAVE_KQUEUE */
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   開始就看到了這個NGX_HAVE_KQUEUE~~google一下得到下面的內容~

  kqueue(freebsd)與epoll(linux 2.6)兩個東西極其相似,寫好了一個之后,移到別外一個平台下,只要稍作修改就可以了,原理是一樣,個人認為,從功能角度來盾kqueue比epoll靈活得多。在寫kqueue的時候,內核幫你考慮好了不少東西。但是從效率來看,從我作的壓力測試來看epoll比kqueue強。

   那么,就可以直接越過freebsd,直接看linux下的了,都很好理解。

ssize_t ngx_udp_unix_recv(ngx_connection_t *c, u_char *buf, size_t size)
{
    ssize_t       n;
    ngx_err_t     err;
    ngx_event_t  *rev;
    rev = c->read;
    do {
        n = recv(c->fd, buf, size, 0); //簡單的recv()函數
        ngx_log_debug3(NGX_LOG_DEBUG_EVENT, c->log, 0,
                       "recv: fd:%d %d of %d", c->fd, n, size); //添加日志 if (n >= 0) {                 //接收數據成功,返回接收數據的大小 return n;
        }
        err = ngx_socket_errno;    //errno if (err == NGX_EAGAIN || err == NGX_EINTR) {
       //EAGAIN重試 EINTR由於信號中斷,沒讀到任何數據
ngx_log_debug0(NGX_LOG_DEBUG_EVENT, c
->log, err, "recv() not ready"); n = NGX_AGAIN; } else { n = ngx_connection_error(c, err, "recv() failed"); break; } } while (err == NGX_EINTR);   //EINTR由於信號中斷,沒讀到任何數據 rev->ready = 0; if (n == NGX_ERROR) { rev->error = 1; } return n; }

src/os/unix/shmem.c&shmem.h 

  從名稱shmem就能看出來share memory共享內存。

/*
 * Copyright (C) Igor Sysoev
 * Copyright (C) Nginx, Inc.
 */


#ifndef _NGX_SHMEM_H_INCLUDED_
#define _NGX_SHMEM_H_INCLUDED_


#include <ngx_config.h>
#include <ngx_core.h>


typedef struct {
    u_char      *addr;
    size_t       size;
    ngx_str_t    name;
    ngx_log_t   *log;
    ngx_uint_t   exists;   /* unsigned  exists:1;  */
} ngx_shm_t;


ngx_int_t ngx_shm_alloc(ngx_shm_t *shm);
void ngx_shm_free(ngx_shm_t *shm);


#endif /* _NGX_SHMEM_H_INCLUDED_ */
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  其中,有個結構體ngx_shm_t:

typedef struct {
    u_char      *addr;   //共享內存的地址
    size_t       size;  //大小
    ngx_str_t    name;   //名稱
    ngx_log_t   *log;    
    ngx_uint_t   exists;   /* unsigned  exists:1;  */
} ngx_shm_t;

  和兩個相關的操作函數(分配/釋放共享內存----直接看Linux部分):

ngx_int_t ngx_shm_alloc(ngx_shm_t *shm)
{
    int  id;
    id = shmget(IPC_PRIVATE, shm->size, (SHM_R|SHM_W|IPC_CREAT));//使用linux下的shmget來創建一個共享內存對象 ...log...

    shm->addr = shmat(id, NULL, 0);                              //linux下把共享內存區對象映射到調用進程的地址空間 if (shm->addr == (void *) -1) { //失敗的話
        ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, shm->log, ngx_errno, "shmat() failed");
    }

    if (shmctl(id, IPC_RMID, NULL) == -1) {                      //linux下完成對共享內存的控制 IPC_RMID:刪除這片共享內存
        ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, shm->log, ngx_errno,
                      "shmctl(IPC_RMID) failed");
    }

    return (shm->addr == (void *) -1) ? NGX_ERROR : NGX_OK;
}


void
ngx_shm_free(ngx_shm_t *shm)
{
    if (shmdt(shm->addr) == -1) {                               //與shmat函數相反,是用來斷開與共享內存附加點的地址,禁止本進程訪問此片共享內存
        ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, shm->log, ngx_errno,
                      "shmdt(%p) failed", shm->addr);
    }
}

 

 參考

http://www.ithov.com/linux/109313_5.shtml

http://machael.blog.51cto.com/829462/479941

http://blog.csdn.net/shellching/article/details/5592511

http://www.oschina.net/question/234345_47602

http://baike.baidu.com.cn/view/3170880.htm


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