Interpréter les principes d'implémentation sous-jacents du mode de traitement des requêtes de Nginx et du mécanisme de planification du pool de threads

Interprétation des principes d'implémentation sous-jacents du mode de traitement des requêtes de Nginx et du mécanisme de planification du pool de threads

En tant que serveur Web hautes performances et serveur proxy inverse, le mode de traitement des requêtes unique de Nginx et son excellent mécanisme de planification du pool de threads lui permettent de traiter un grand nombre de les demandes simultanées garantissent les hautes performances et la stabilité du système. Cet article analysera en profondeur les principes d'implémentation sous-jacents du mode de traitement des requêtes Nginx et du mécanisme de planification du pool de threads, et montrera des exemples de code.

1. Mode de traitement des requêtes Nginx

Le mode de traitement des requêtes de Nginx adopte un modèle de multiplexage d'E/S multicanal, qui comprend principalement les composants suivants : processus maître, processus de travail, module d'événements et pool de connexions.

1. Processus principal : responsable de la gestion des processus de travail, de la création de plusieurs processus de travail via la fonction fork(), de l'écoute des ports et de la réception des demandes de connexion des clients.
2. Processus de travail : processus qui gère réellement les demandes. Chaque processus de travail est un processus indépendant, créé en copiant les ressources du processus maître, et est responsable de la réception et du traitement des demandes des clients.
3. Module Event : réalise un mécanisme efficace basé sur les événements via plusieurs mécanismes de multiplexage d'E/S (tels que epoll, kqueue, etc.), qui est utilisé pour surveiller les événements se produisant sur les descripteurs de fichiers et notifier le processus de travail pour le traitement.
4. Pool de connexions : maintenez un pool de connexions pré-alloué pour améliorer l'efficacité du traitement des demandes et de la gestion de la mémoire.

Le mode de traitement des requêtes de Nginx est le suivant :

int main(int argc, char *const *argv) {
    // 创建一个master进程
    master_process_cycle();

    // 创建多个worker进程
    for (i = 0; i < worker_process_num; i++) {
        worker_process_cycle();
    }

    return 0;
}

Comme le montre l'exemple de code ci-dessus, dans le mode de traitement des requêtes de Nginx, le processus maître est responsable de la gestion de la création et du suivi du processus de travail, tandis que le processus de travail est responsable du traitement des demandes spécifiques des clients.

2. Le principe de mise en œuvre sous-jacent du mécanisme de planification du pool de threads

Nginx utilise le mécanisme de planification du pool de threads pour améliorer l'efficacité du traitement des requêtes simultanées. Ses principes de mise en œuvre sous-jacents incluent la création de pools de threads et la planification des tâches.

1. Création d'un pool de threads : lorsque le processus de travail est initialisé, un pool de threads contenant plusieurs threads est créé pour gérer les demandes des clients.
2. Planification des tâches : lorsqu'une demande client arrive, le module d'événements ajoutera la tâche à la file d'attente des tâches du pool de threads. S'il y a des threads inactifs dans le pool de threads, la tâche sera directement distribuée au thread inactif pour traitement ; si le thread S'il n'y a pas de threads inactifs dans le pool, la tâche sera placée dans la file d'attente et sera à nouveau planifiée lorsqu'un thread est inactif.

Le principe d'implémentation sous-jacent du mécanisme de planification du pool de threads est le suivant :

typedef struct {
    pthread_mutex_t         mutex;           // 互斥锁，用于对任务队列的操作进行加锁保护
    pthread_cond_t          cond;            // 条件变量，用于在有新任务到达时唤醒等待的线程
    ngx_thread_task_queue_t  task_queue;      // 任务队列
    ngx_thread_task_queue_t  waiting_queue;   // 等待队列
    ngx_thread_pool_conf_t  *conf;            // 线程池的配置信息
} ngx_thread_pool_t;

int ngx_thread_pool_init(ngx_thread_pool_t *tp) {
    // 初始化互斥锁和条件变量
    pthread_mutex_init(&tp->mutex, NULL);
    pthread_cond_init(&tp->cond, NULL);

    // 初始化任务队列和等待队列
    ngx_thread_task_queue_init(&tp->task_queue);
    ngx_thread_task_queue_init(&tp->waiting_queue);

    // 创建线程池中的线程
    for (i = 0; i < tp->conf->threads; i++) {
        pthread_create(&tid, NULL, ngx_thread_pool_worker, tp);
    }

    return 0;
}

Comme le montre l'exemple de code ci-dessus, le mécanisme de planification du pool de threads de Nginx utilise des mutex et des variables de condition pour implémenter le verrouillage et la protection des threads pour les opérations de file d'attente de tâches. La synchronisation garantit que plusieurs threads peuvent traiter les tâches en toute sécurité et améliore l'efficacité du traitement des demandes.

Résumé :

Cet article fournit une explication détaillée des principes d'implémentation sous-jacents du mode de traitement des requêtes de Nginx et du mécanisme de planification du pool de threads, et montre des exemples de code pertinents. En tant que serveur Web hautes performances et serveur proxy inverse, le mode de traitement des requêtes unique de Nginx et son excellent mécanisme de planification du pool de threads lui permettent de gérer un grand nombre de requêtes simultanées et d'assurer les hautes performances et la stabilité du système. Une compréhension approfondie du mode de traitement des requêtes de Nginx et du mécanisme de planification du pool de threads revêt une importance cruciale pour l'optimisation des performances et la conception du système.

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