nginx基础组件的使用

文章目录

  • 一、Nginx 的相关组件介绍
    • 1.1、ngx_palloc相关源码
    • 1.2、ngx_array组件的相关源码
    • 1.3、ngx_array的数据结构
    • 1.4、ngx_cycle简介和相关源码
    • 1.5、ngx_list相关源码
    • 1.6、ngx_list 的数据结构
  • 二、Nginx 组件的使用
    • 2.1、makefile的编写
    • 2.2、ngx_palloc+ngx_array的使用
    • 2.3、ngx_palloc+ngx_list的使用
  • 总结

一、Nginx 的相关组件介绍

Nginx自己实现了一个内存池组件。Nginx作为服务器，当客户端 TCP连接 &HTTP请求 到来时，Nginx会为该连接创建一个专属的内存池；这个内存池的生命周期是连接建立时创建，连接断开时销毁。客户端和Nginx通信的所有数据和操作（HTTP协议解析、HTTP数据解析等）都在内存池中完成。

1.1、ngx_palloc相关源码

/src/core/ngx_palloc.h。（相关实现在/src/core/ngx_palloc.c文件）


#ifndef _NGX_PALLOC_H_INCLUDED_
#define _NGX_PALLOC_H_INCLUDED_


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


/*
 * NGX_MAX_ALLOC_FROM_POOL should be (ngx_pagesize - 1), i.e. 4095 on x86.
 * On Windows NT it decreases a number of locked pages in a kernel.
 */
#define NGX_MAX_ALLOC_FROM_POOL  (ngx_pagesize - 1)

#define NGX_DEFAULT_POOL_SIZE    (16 * 1024)

#define NGX_POOL_ALIGNMENT       16
#define NGX_MIN_POOL_SIZE                                                     \
    ngx_align((sizeof(ngx_pool_t) + 2 * sizeof(ngx_pool_large_t)),            \
              NGX_POOL_ALIGNMENT)


typedef void (*ngx_pool_cleanup_pt)(void *data);

typedef struct ngx_pool_cleanup_s  ngx_pool_cleanup_t;

struct ngx_pool_cleanup_s {
    ngx_pool_cleanup_pt   handler;
    void                 *data;
    ngx_pool_cleanup_t   *next;
};


typedef struct ngx_pool_large_s  ngx_pool_large_t;

struct ngx_pool_large_s {
    ngx_pool_large_t     *next;
    void                 *alloc;
};


typedef struct {
    u_char               *last;
    u_char               *end;
    ngx_pool_t           *next;
    ngx_uint_t            failed;
} ngx_pool_data_t;


struct ngx_pool_s {
    ngx_pool_data_t       d;
    size_t                max;
    ngx_pool_t           *current;
    ngx_chain_t          *chain;
    ngx_pool_large_t     *large;
    ngx_pool_cleanup_t   *cleanup;
    ngx_log_t            *log;
};


typedef struct {
    ngx_fd_t              fd;
    u_char               *name;
    ngx_log_t            *log;
} ngx_pool_cleanup_file_t;


ngx_pool_t *ngx_create_pool(size_t size, ngx_log_t *log);
void ngx_destroy_pool(ngx_pool_t *pool);
void ngx_reset_pool(ngx_pool_t *pool);

void *ngx_palloc(ngx_pool_t *pool, size_t size);
void *ngx_pnalloc(ngx_pool_t *pool, size_t size);
void *ngx_pcalloc(ngx_pool_t *pool, size_t size);
void *ngx_pmemalign(ngx_pool_t *pool, size_t size, size_t alignment);
ngx_int_t ngx_pfree(ngx_pool_t *pool, void *p);


ngx_pool_cleanup_t *ngx_pool_cleanup_add(ngx_pool_t *p, size_t size);
void ngx_pool_run_cleanup_file(ngx_pool_t *p, ngx_fd_t fd);
void ngx_pool_cleanup_file(void *data);
void ngx_pool_delete_file(void *data);


#endif /* _NGX_PALLOC_H_INCLUDED_ */

/src/core/ngx_palloc.c

void *
ngx_array_push(ngx_array_t *a)
{
    void        *elt, *new;
    size_t       size;
    ngx_pool_t  *p;

    if (a->nelts == a->nalloc) {

        /* the array is full */

        size = a->size * a->nalloc;

        p = a->pool;

        if ((u_char *) a->elts + size == p->d.last
            && p->d.last + a->size <= p->d.end)
        {
            /*
             * the array allocation is the last in the pool
             * and there is space for new allocation
             */

            p->d.last += a->size;
            a->nalloc++;

        } else {
            /* allocate a new array */

            new = ngx_palloc(p, 2 * size);
            if (new == NULL) {
                return NULL;
            }

            ngx_memcpy(new, a->elts, size);
            a->elts = new;
            a->nalloc *= 2;
        }
    }

    elt = (u_char *) a->elts + a->size * a->nelts;
    a->nelts++;

    return elt;
}

/src/core/ngx_core.h

// ...
typedef struct ngx_pool_s            ngx_pool_t;
// ...

1.2、ngx_array组件的相关源码

/src/core/ngx_array.h


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


#ifndef _NGX_ARRAY_H_INCLUDED_
#define _NGX_ARRAY_H_INCLUDED_


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


typedef struct {
    void        *elts;
    ngx_uint_t   nelts;
    size_t       size;
    ngx_uint_t   nalloc;
    ngx_pool_t  *pool;
} ngx_array_t;


ngx_array_t *ngx_array_create(ngx_pool_t *p, ngx_uint_t n, size_t size);
void ngx_array_destroy(ngx_array_t *a);
void *ngx_array_push(ngx_array_t *a);
void *ngx_array_push_n(ngx_array_t *a, ngx_uint_t n);


static ngx_inline ngx_int_t
ngx_array_init(ngx_array_t *array, ngx_pool_t *pool, ngx_uint_t n, size_t size)
{
    /*
     * set "array->nelts" before "array->elts", otherwise MSVC thinks
     * that "array->nelts" may be used without having been initialized
     */

    array->nelts = 0;
    array->size = size;
    array->nalloc = n;
    array->pool = pool;

    array->elts = ngx_palloc(pool, n * size);
    if (array->elts == NULL) {
        return NGX_ERROR;
    }

    return NGX_OK;
}


#endif /* _NGX_ARRAY_H_INCLUDED_ */

1.3、ngx_array的数据结构

typedef struct {
    void        *elts;
    ngx_uint_t   nelts;
    size_t       size;
    ngx_uint_t   nalloc;
    ngx_pool_t  *pool;
} ngx_array_t;

elts：指向内存数据的指针。
nelts：指示已使用了多少个元素。
size：数组元素的大小。
nalloc：分配的元素数量。
pool：内存池。

array在内存里的布局：
在这里插入图片描述

1.4、ngx_cycle简介和相关源码

Nginx的每个进程内部都有一个自己的ngx_cycle。

/src/core/ngx_cycle.h


#ifndef _NGX_CYCLE_H_INCLUDED_
#define _NGX_CYCLE_H_INCLUDED_


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


#ifndef NGX_CYCLE_POOL_SIZE
#define NGX_CYCLE_POOL_SIZE     NGX_DEFAULT_POOL_SIZE
#endif


#define NGX_DEBUG_POINTS_STOP   1
#define NGX_DEBUG_POINTS_ABORT  2


typedef struct ngx_shm_zone_s  ngx_shm_zone_t;

typedef ngx_int_t (*ngx_shm_zone_init_pt) (ngx_shm_zone_t *zone, void *data);

struct ngx_shm_zone_s {
    void                     *data;
    ngx_shm_t                 shm;
    ngx_shm_zone_init_pt      init;
    void                     *tag;
    ngx_uint_t                noreuse;  /* unsigned  noreuse:1; */
};


struct ngx_cycle_s {
    // ...
};


typedef struct {
    // ...
} ngx_core_conf_t;


#define ngx_is_init_cycle(cycle)  (cycle->conf_ctx == NULL)


ngx_cycle_t *ngx_init_cycle(ngx_cycle_t *old_cycle);
ngx_int_t ngx_create_pidfile(ngx_str_t *name, ngx_log_t *log);
void ngx_delete_pidfile(ngx_cycle_t *cycle);
ngx_int_t ngx_signal_process(ngx_cycle_t *cycle, char *sig);
void ngx_reopen_files(ngx_cycle_t *cycle, ngx_uid_t user);
char **ngx_set_environment(ngx_cycle_t *cycle, ngx_uint_t *last);
ngx_pid_t ngx_exec_new_binary(ngx_cycle_t *cycle, char *const *argv);
ngx_cpuset_t *ngx_get_cpu_affinity(ngx_uint_t n);
ngx_shm_zone_t *ngx_shared_memory_add(ngx_conf_t *cf, ngx_str_t *name,
    size_t size, void *tag);
void ngx_set_shutdown_timer(ngx_cycle_t *cycle);


extern volatile ngx_cycle_t  *ngx_cycle;
extern ngx_array_t            ngx_old_cycles;
extern ngx_module_t           ngx_core_module;
extern ngx_uint_t             ngx_test_config;
extern ngx_uint_t             ngx_dump_config;
extern ngx_uint_t             ngx_quiet_mode;


#endif /* _NGX_CYCLE_H_INCLUDED_ */

1.5、ngx_list相关源码

/src/core/ngx_list.h


#ifndef _NGX_LIST_H_INCLUDED_
#define _NGX_LIST_H_INCLUDED_


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


typedef struct ngx_list_part_s  ngx_list_part_t;

struct ngx_list_part_s {
    void             *elts;
    ngx_uint_t        nelts;
    ngx_list_part_t  *next;
};


typedef struct {
    ngx_list_part_t  *last;
    ngx_list_part_t   part;
    size_t            size;
    ngx_uint_t        nalloc;
    ngx_pool_t       *pool;
} ngx_list_t;


ngx_list_t *ngx_list_create(ngx_pool_t *pool, ngx_uint_t n, size_t size);

static ngx_inline ngx_int_t
ngx_list_init(ngx_list_t *list, ngx_pool_t *pool, ngx_uint_t n, size_t size)
{
    list->part.elts = ngx_palloc(pool, n * size);
    if (list->part.elts == NULL) {
        return NGX_ERROR;
    }

    list->part.nelts = 0;
    list->part.next = NULL;
    list->last = &list->part;
    list->size = size;
    list->nalloc = n;
    list->pool = pool;

    return NGX_OK;
}


/*
 *
 *  the iteration through the list:
 *
 *  part = &list.part;
 *  data = part->elts;
 *
 *  for (i = 0 ;; i++) {
 *
 *      if (i >= part->nelts) {
 *          if (part->next == NULL) {
 *              break;
 *          }
 *
 *          part = part->next;
 *          data = part->elts;
 *          i = 0;
 *      }
 *
 *      ...  data[i] ...
 *
 *  }
 */


void *ngx_list_push(ngx_list_t *list);


#endif /* _NGX_LIST_H_INCLUDED_ */

1.6、ngx_list 的数据结构

typedef struct ngx_list_part_s  ngx_list_part_t;

struct ngx_list_part_s {
    void             *elts;
    ngx_uint_t        nelts;
    ngx_list_part_t  *next;
};


typedef struct {
    ngx_list_part_t  *last;
    ngx_list_part_t   part;
    size_t            size;
    ngx_uint_t        nalloc;
    ngx_pool_t       *pool;
} ngx_list_t;

elts：指向内存数据的指针。
nelts：指示已使用了多少个元素。
size：数组元素的大小。
nalloc：分配的元素数量。
pool：内存池。

list 在内存里的布局：
在这里插入图片描述

二、Nginx 组件的使用

Nginx的内存池分成大小块，小块是要么不释放要么全部释放。ngx_create_pool(size_t size, ngx_log_t *log)里的size就是用来区分大小块的，大于size的就是大块，否则就是小块。

2.1、makefile的编写

CXX = gcc
CXXFLAGS += -g -Wall -Wextra

NGX_ROOT = /home/fly/workspace/nginx-1.13.7

TARGETS = ngx_code
TARGETS_C_FILE = $(TARGETS).c

CLEANUP = rm -f $(TARGETS) *.o

all: $(TARGETS)

clean:
	$(CLEANUP)

CORE_INCS = -I. \
	-I$(NGX_ROOT)/src/core \
	-I$(NGX_ROOT)/src/event \
	-I$(NGX_ROOT)/src/event/modules \
	-I$(NGX_ROOT)/src/os/unix \
	-I$(NGX_ROOT)/objs \
	-I$(NGX_ROOT)/../pcre-8.41 \
	-I$(NGX_ROOT)/../openssl-1.1.0g/include/ \

NGX_PALLOC = $(NGX_ROOT)/objs/src/core/ngx_palloc.o
NGX_STRING = $(NGX_ROOT)/objs/src/core/ngx_string.o
NGX_ALLOC = $(NGX_ROOT)/objs/src/os/unix/ngx_alloc.o
NGX_ARRAY = $(NGX_ROOT)/objs/src/core/ngx_array.o
NGX_HASH = $(NGX_ROOT)/objs/src/core/ngx_hash.o
NGX_LIST = $(NGX_ROOT)/objs/src/core/ngx_list.o
NGX_QUEUE = $(NGX_ROOT)/objs/src/core/ngx_queue.o


$(TARGETS): $(TARGETS_C_FILE)
	$(CXX) $(CXXFLAGS) $(CORE_INCS) $(NGX_PALLOC) $(NGX_STRING)
	 $(NGX_ALLOC) $(NGX_ARRAY) $(NGX_LIST) $(NGX_QUEUE)  $(NGX_HASH) $^ -o $@

注意nginx的源码路径以及所需库的路径，要写正确的。

2.2、ngx_palloc+ngx_array的使用

#include <stdio.h>

#include "ngx_config.h"
#include "ngx_conf_file.h"
#include "nginx.h"
#include "ngx_core.h"
#include "ngx_string.h"
#include "ngx_palloc.h"
#include "ngx_array.h"
//#include "ngx_hash.h"

typedef struct {
	int id;
	int level;
}ngx_fly_t;

// 打印内存池的数据信息
void print_pool(ngx_pool_t *pool)
{
	while (pool)
	{
		printf("avail pool memory size: %ld\n\n",
			pool->d.end - pool->d.last);
		pool=pool->d.next;
	}
}


volatile ngx_cycle_t *ngx_cycle;

#define unused(x)	(x)=(x)
void ngx_log_error_core(ngx_uint_t level, ngx_log_t *log, ngx_err_t err,
	const char *fmt, ...)
{
	unused(level);
	unused(log);
	unused(err);
	unused(fmt);
}


int main()
{
	ngx_str_t str = ngx_string("Hello World!");

	printf("string length: %ld\n", str.len);
	printf("string: %s\n", str.data);

	// 创建内存池
	ngx_pool_t *pool;

	pool = ngx_create_pool(1024, NULL);

	print_pool(pool);

	// 创建数组
	/*
	* nalloc = 32
	* size = sizeof(ngx_fly_t)
	* pool = pool
	*/
	ngx_array_t *arr = ngx_array_create(pool, 32, sizeof(ngx_fly_t));
	print_pool(pool);
	ngx_fly_t *t1 = ngx_array_push(arr); // 拿出内存
	t1->id = 101;  //赋值
	t1->level = 1; //赋值
	print_pool(pool);
	ngx_fly_t *t2 = ngx_array_push(arr); // 拿出内存
	t2->id = 102;  //赋值
	t2->level = 3; //赋值
	print_pool(pool);
	return 0;
}

使用makefile来编译，执行结果：

$ ./ngx_code

string length: 12
string: Hello World!
avail pool memory size: 944

avail pool memory size: 648

avail pool memory size: 648

avail pool memory size: 648

可以看到：

  1. 代码中分配的内存池是1024，分配之后只有944可以用，有80字节被使用了。这80字节其实是被内存池的头占用了（ngx_pool_t）。
  2. 分配完一个32的数组后，内存池还剩余的内存为648，也就是32*8=256被分配给了数据。
  3. 数组内存分配好之后，使用数组元素已经不会再去申请内存池的内存。
  4. 如果数组元素用完了，还调用ngx_array_push会怎么样？从ngx_array.c的源码中可以发现，它会动态扩容数组，重新分配2*size。

2.3、ngx_palloc+ngx_list的使用

#include <stdio.h>

#include "ngx_config.h"
#include "ngx_conf_file.h"
#include "nginx.h"
#include "ngx_core.h"
#include "ngx_string.h"
#include "ngx_palloc.h"
#include "ngx_array.h"
//#include "ngx_hash.h"

typedef struct {
	int id;
	int level;
}ngx_fly_t;

// 打印内存池的数据信息
void print_pool(ngx_pool_t *pool)
{
	while (pool)
	{
		printf("avail pool memory size: %ld\n\n",
			pool->d.end - pool->d.last);
		pool=pool->d.next;
	}
}


volatile ngx_cycle_t *ngx_cycle;

#define unused(x)	(x)=(x)
void ngx_log_error_core(ngx_uint_t level, ngx_log_t *log, ngx_err_t err,
	const char *fmt, ...)
{
	unused(level);
	unused(log);
	unused(err);
	unused(fmt);
}


int main()
{
	ngx_str_t str = ngx_string("Hello World!");

	printf("string length: %ld\n", str.len);
	printf("string: %s\n", str.data);

	// 创建内存池
	ngx_pool_t *pool;

	pool = ngx_create_pool(1024, NULL);

	print_pool(pool);

	ngx_list_t *list=ngx_list_create(pool, 32, sizeof(ngx_fly_t));

	print_pool(pool);

	ngx_fly_t *t3 = ngx_list_push(list); // 拿出内存
	t3->id = 103;  //赋值
	t3->level = 3; //赋值
	print_pool(pool);
	ngx_fly_t *t4 = ngx_list_push(list); // 拿出内存
	t4->id = 104;  //赋值
	t4->level = 4; //赋值
	print_pool(pool);

	return 0;
}

使用makefile来编译，执行结果：

$ ./ngx_code

string length: 12
string: Hello World!
avail pool memory size: 944

avail pool memory size: 632

avail pool memory size: 632

avail pool memory size: 632

可以发现，ngx_list相比ngx_array少了（648 − 632 = 16）字节，从源码的ngx_list_create()函数可以发现，是因为多了一个ngx_list_t的头数据。

总结

这里对ngx_string、ngx_array、ngx_list做了简单介绍和提供使用示例，其他的nginx基础组件的使用（比如dequeue、hash、log等等）也是类似的。

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【OpenGauss源码学习 —— 列存储（ColumnTableSample）】

【OpenGauss源码学习 —— 列存储（ColumnTableSample）】

执行算子&#xff08;ColumnTableSample&#xff09; 概述ColumnTableSample 类ColumnTableSample::ColumnTableSample 构造函数ColumnTableSample::~ColumnTableSample 析构函数ExecCStoreScan 函数ColumnTableSample::scanVecSample 函数ColumnTableSample::getMaxOffset 函数…
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「Qt Widget中文示例指南」如何创建一个计算器？（一）

「Qt Widget中文示例指南」如何创建一个计算器？（一）

Qt 是目前最先进、最完整的跨平台C开发工具。它不仅完全实现了一次编写&#xff0c;所有平台无差别运行&#xff0c;更提供了几乎所有开发过程中需要用到的工具。如今&#xff0c;Qt已被运用于超过70个行业、数千家企业&#xff0c;支持数百万设备及应用。 本文将展示如何使用…
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快速幂极简写法快速幂求逆元

快速幂极简写法快速幂求逆元

快速幂原理介绍 快速幂模板 int qmi(int a, int k, int p) {int res 1;while (k) {//后面的a其实是底数与其指数的运算结果了&#xff0c;是不断迭代的//第一个a其实就是a的2的0次方if (k & 1) res (res * a) % p;a (a * a) % p;//注意&#xff0c;a是一个不断变化的过…
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聊一聊Linux动态链接和GOT、PLT

聊一聊Linux动态链接和GOT、PLT

共享动态库是现代系统的一个重要组成部分&#xff0c;大家肯定都不陌生&#xff0c;但是通常对背后的一些细节上的实现机制了解得不够深入。当然&#xff0c;网上有很多关于这方面的文章。希望这篇文章能够以一种与其他文章不同的角度呈现&#xff0c;可以对你产生一点启发。 …
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【开源】基于Vue和SpringBoot的服装店库存管理系统

【开源】基于Vue和SpringBoot的服装店库存管理系统

项目编号&#xff1a; S 052 &#xff0c;文末获取源码。 \color{red}{项目编号&#xff1a;S052&#xff0c;文末获取源码。} 项目编号&#xff1a;S052&#xff0c;文末获取源码。 目录 一、摘要1.1 项目介绍1.2 项目录屏 二、功能模块2.1 数据中心模块2.2 角色管理模块2.3 服…
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什么是Jmeter ?Jmeter使用的原理步骤是什么？

什么是Jmeter ?Jmeter使用的原理步骤是什么？

1.1 什么是 JMeter Apache JMeter 是 Apache 组织开发的基于 Java 的压力测试工具。用于对软件做压力测试&#xff0c;它最初被设计用于 Web 应用测试&#xff0c;但后来扩展到其他测试领域。 它可以用于测试静态和动态资源&#xff0c;例如静态文件、Java 小服务程序、CGI 脚本…
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Continuity” of stochastic integral wrt Brownian motion

Continuity” of stochastic integral wrt Brownian motion

See https://imathworks.com/math/math-continuity-of-stochastic-integral-wrt-brownian-motion/
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5.基于飞蛾扑火算法(MFO)优化的VMD参数（MFO-VMD）

5.基于飞蛾扑火算法(MFO)优化的VMD参数（MFO-VMD）

代码的使用说明 基于飞蛾扑火算法优化的VMD参数 优化算法代码原理 飞蛾扑火优化算法&#xff08;Moth-Flame Optimization&#xff0c;MFO&#xff09;是一种新型元启发式优化算法&#xff0c;该算法是受飞蛾围绕火焰飞行启发而提出的&#xff0c;具有搜索速度快、寻优能力强的…
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梯度引导的分子生成扩散模型- GaUDI 评测

梯度引导的分子生成扩散模型- GaUDI 评测

GaUDI模型来自于以色列理工Tomer Weiss的2023年发表在预印本ChemRxiv上的工作 《Guided Diffusion for Inverse Molecular Design》。原文链接&#xff1a;Guided Diffusion for Inverse Molecular Design | Materials Chemistry | ChemRxiv | Cambridge Open Engage GaUDI模型…
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LeSS敏捷框架高效生产力实践

LeSS敏捷框架高效生产力实践

每个团队可能都有一套适合自己的敏捷方法&#xff0c;本文介绍了ResponseTap工程团队通过采用LeSS框架、引入准备周&#xff0c;从而提升迭代冲刺研发效能的实践。原文: LeSS Agile, More Productive — Part 1: Pain[1], LeSS Agile, More Productive — Part 2: Promise, LeS…
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开源的进销存系统都有哪些？

开源的进销存系统都有哪些？

开源的进销存系统有很多&#xff0c;以下是其中一些比较流行的: OpenERP&#xff1a;一个集成了多个业务功能的开源ERP软件&#xff0c;可以实现进销存管理&#xff0c;会计&#xff0c;仓库管理&#xff0c;销售管理等业务功能。 Odoo&#xff1a;是OpenERP的一个分支&#x…
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【智能优化算法】从蚁群到动物园

【智能优化算法】从蚁群到动物园

目录 引言蚁群优化算法&#xff08;ACO&#xff09;ACO 机理ACO 模型描述ACO 移动策略 粒子群优化算法&#xff08;PSO&#xff09;PSO 机理PSO 模型描述 萤火虫群优化算法&#xff08;GSO&#xff09;GSO 机理GSO 模型描述 群智能优化算法 引言 21世纪&#xff0c;人类社会已经…
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