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译者：Java构架撷取
结语：不可否认，Nginx 伺服器是两个高效能的 Web 和逆向代理伺服器。Nginx 在惨烈的 Web 伺服器消费市场竞争中依然持续保持的增长势头，曾一度正式成为 Web 伺服器消费市场的中后期之秀，这所有人跟 Nginx 的构架结构设计是密不可分的。
一
Nginx 组件化结构设计
度组件化的结构设计是 Nginx 的构架此基础。Nginx 伺服器被降解为数个组件，每一组件是两个机能组件，只负责管理工作另一方面的机能，组件间严苛遵从“高contained，低谐振”的准则。
核心理念组件
核心理念组件是 Nginx 伺服器恒定运转不可或缺的组件，提供更多严重错误笔记历史记录、命令行导出、设计模式监督机制、民主化管理工作等核心理念机能。
国际标准 HTTP 组件
国际标准 HTTP 组件提供更多 HTTP 协定导出有关的机能，如：端口配置、页面代码增设、HTTP 积极响应头增设等。
可选 HTTP 组件
可选 HTTP 组件主要用于扩展国际标准的 HTTP 机能，让 Nginx 能处理一些特殊的服务，如：Flash 多媒体传输、导出 GeoIP 请求、SSL 支持等。
邮件服务组件
邮件服务组件主要用于支持 Nginx 的邮件服务，包括对 POP3 协定、IMAP 协定和 SMTP 协定的支持。
第三方组件
第三方组件是为了扩展 Nginx 伺服器应用，完成开发者自定义机能，如：Json 支持、Lua 支持等。
二
Nginx 请求处理方式
Nginx 是两个高效能的 Web 伺服器，能够同时处理大量的并发请求。它结合多民主化监督机制和异步监督机制，异步监督机制使用的是异步非阻塞方式，接下来就给大家介绍一下 Nginx 的多线程监督机制和异步非阻塞监督机制。
多民主化
伺服器每当收到两个客户端时。就有伺服器主民主化（master process）生成两个子民主化（worker process）出来和客户端建立连接进行交互，直到连接断开，该子民主化就结束了。
使用民主化的好处是各个民主化间相互独立，不需要加锁，减少了使用锁对性能造成影响，同时降低编程的复杂度，降低开发成本。
其次，采用独立的民主化，可以让民主化互相间不会影响，如果一个民主化发生异常退出时，其它民主化恒定工作，master 民主化则很快启动新的 worker 民主化，确保服务部中断，将风险降到最低。
缺点是操作系统生成两个子民主化需要进行内存复制等操作，在资源和时间上会产生一定的开销；当有大量请求时，会导致系统性能下降。
异步非阻塞
每一工作民主化使用异步非阻塞方式，可以处理数个客户端请求。当某个工作民主化接收到客户端的请求以后，调用 IO 进行处理，如果不能立即得到结果，就去处理其他的请求（即为非阻塞）；而客户端在此期间也无需等待积极响应，可以去处理其他事情（即为异步）；当 IO 返回时，就会通知此工作民主化；该民主化得到通知，暂时挂起当前处理的事务去积极响应客户端请求。
三
Nginx 设计模式模型
在 Nginx 的异步非阻塞监督机制中，工作民主化在调用 IO 后，就去处理其他的请求，当 IO 调用返回后，会通知该工作民主化。对于这样的系统调用，主要使用 Nginx 伺服器的设计模式模型来实现。
如上图所示，Nginx 的设计模式模型由事件收集器、事件发送器和事件处理器三部分基本单元组成。其中，事件收集器负责管理工作收集 worker 民主化的各种 IO 请求，事件发送器负责管理工作将 IO 事件发送到事件处理器，而事件处理器负责管理工作各种事件的积极响应工作。
事件发送器将每一请求放入两个待处理事件的列表，使用非阻塞 I/O 方式调用“事件处理器”来处理该请求。其处理方式称为“多路 IO 复用方法”，常见的包括以下三种：select 模型、poll 模型、epoll 模型。
针对上面的技术我特意整理了一下，有很多技术不是靠几句话能讲清楚，所以干脆找朋友录制了一些视频，很多问题其实答案很简单，但是背后的思考和逻辑不简单，要做到知其然还要知其所以然。
四
Nginx 结构设计构架
Nginx 伺服器使用 master/worker 多民主化模式。多线程启动和执行的流程如下：主程序 Master process 启动后，通过一个 for 循环来接收和处理外部信号；主民主化通过 fork() 函数产生子民主化，每一子民主化执行两个 for 循环来实现 Nginx 伺服器对事件的接收和处理。
一般推荐 worker 民主化数与 cpu 内核数一致，这样一来不存在大量的子民主化生成和管理工作任务，避免了民主化间消费市场竞争 CPU 资源和民主化切换的开销。而且 Nginx 为了更好的利用多核特性，提供更多了 cpu 亲缘性的绑定选项，我们可以将某两个民主化绑定在某两个核上，这样就不会因为民主化的切换带来 cache 的失效。
对于每一请求，有且只有两个工作民主化对其处理。首先，每一 worker 民主化都是从 master 民主化 fork 过来，在 master 民主化里面，先建立好需要 listen 的 socket（listenfd）之后，然后再 fork 出数个 worker 民主化。所有 worker 民主化的 listenfd 会在新连接到来时变得可读，为保证只有两个民主化处理该连接，所有 worker 民主化在注册 listenfd 读事件前抢 accept_mutex，抢到互斥锁的那个民主化注册 listenfd 读事件，在读事件里调用 accept 接受该连接。
当两个 worker 民主化在 accept 这个连接之后，就开始读取请求，导出请求，处理请求，产生数据后，再返回给客户端，最后才断开连接，这样两个完整的请求是这样的了。我们可以看到，一个请求，完全由 worker 民主化来处理，而且只在两个 worker 民主化中处理。
在 Nginx 伺服器的运转过程中，主民主化和工作民主化需要民主化交互。交互依赖于 Socket 实现的管道来实现。
Master-Worker 交互
这条管道与普通的管道不同，它是由主民主化指向工作民主化的单向管道，包含主民主化向工作民主化发出的指令，工作民主化 ID 等；同时主民主化与外界通过信号通信；每一子民主化具备接收信号，并处理相应的事件的能力。
worker-worker 交互
这种交互是和 Master-Worker 交互是基本一致的，但是会通过主民主化。工作民主化间是相互隔离的，所以当工作民主化 W1 需要向工作民主化 W2 发指令时，首先找到 W2 的民主化 ID，然后将正确的指令写入指向 W2 的通道。W2 收到信号采取相应的措施。
五
总结
通过这篇文章，我们对 Nginx 伺服器的整体构架有了两个整体的认识。包括其组件化的结构设计、多民主化和异步非阻塞的请求处理方式、设计模式模型等。通过这些理论知识，对于我们以后学习 Nginx 的源码有很大的帮助；也推荐大家多看看 Nginx 的源码，才能更好地领悟 Nginx 的结构设计思想。
