Ubuntu 下 nginx-1.24.0 源码分析

Ubuntu 下 nginx-1.24.0 源码分析 - conf_ctx

`ngx_cycle_s`结构体的`conf_ctx`字段定义如下

typedef struct ngx_cycle_s  ngx_cycle_t;

struct ngx_cycle_s {
    // 其他字段...
    void                    ****conf_ctx;
    // 其他字段...
};

这是一个四级指针

conf_ctx的作用和意义

模块配置统一管理：conf_ctx是一个存储所有模块配置上下文的容器，它是Nginx配置系统的核心组成部分。
配置层次结构：它实现了Nginx多层次配置的管理能力，使得不同模块可以在不同配置层次（如main、server、location）中有各自的配置。
模块间解耦：通过这种设计，各个模块可以独立管理自己的配置，不需要了解其他模块的实现细节。

四级指针的设计原因

`conf_ctx`是一个四级指针`void ****`，这种设计看似复杂，但非常巧妙：

第一层：模块类型（核心模块、事件模块、HTTP 模块等）。
第二层：模块实例（如 HTTP 模块下的各个子模块）。
第三层：配置层级（main、server、location）。
第四层：具体配置结构体。

这样设计的好处是可以在运行时动态构建配置，并且能够处理模块的动态加载和卸载。

假设我们有以下 Nginx 配置片段：

http {
    # HTTP 主配置（main 级）
    server {
        # 虚拟主机配置（server 级）
        location /api {
            # 路径配置（location 级）
            proxy_pass http://backend;
        }
    }
}

`conf_ctx` 的四层指针结构可以拆解为以下层级：

第一层：模块类型（`void *`）**

含义：指向不同模块类型的配置数组。Nginx 模块分为核心模块（NGX_CORE_MODULE）、事件模块（NGX_EVENT_MODULE）、HTTP 模块（NGX_HTTP_MODULE）等。

conf_ctx[NGX_CORE_MODULE]   // 核心模块配置数组
conf_ctx[NGX_HTTP_MODULE]   // HTTP 模块配置数组

第二层：模块实例（`void `）**

含义：指向某个模块类型的子模块配置数组。例如，HTTP 模块下可能包含核心 HTTP 模块、代理模块（ngx_http_proxy_module）、FastCGI 模块等。

// 假设 HTTP 模块类型下有两个子模块：
conf_ctx[NGX_HTTP_MODULE][0] = ngx_http_core_module 的配置
conf_ctx[NGX_HTTP_MODULE][1] = ngx_http_proxy_module 的配置

**第三层：配置层级（`void *`）**

含义：指向某个模块在特定配置层级（main、server、location）的配置结构。例如，HTTP 模块的配置可能分为全局（main）、虚拟主机（server）、路径（location）三级。

// 以 ngx_http_core_module 为例：
conf_ctx[NGX_HTTP_MODULE][0][NGX_HTTP_MAIN_CONF]   // HTTP 全局配置
conf_ctx[NGX_HTTP_MODULE][0][NGX_HTTP_SRV_CONF]    // 虚拟主机配置
conf_ctx[NGX_HTTP_MODULE][0][NGX_HTTP_LOC_CONF]    // 路径配置

第四层：具体配置结构体

含义：实际存储模块配置的结构体指针。例如，HTTP 核心模块的 main 级配置结构体是 ngx_http_core_main_conf_t。

// 获取 HTTP 核心模块的 main 级配置：
ngx_http_core_main_conf_t *cmcf = 
    (ngx_http_core_main_conf_t *) conf_ctx[NGX_HTTP_MODULE][0][NGX_HTTP_MAIN_CONF];

完整示例：访问 `proxy_pass` 配置

假设我们要在 `location /api` 中获取 `proxy_pass` 的配置值：

定位模块类型 ：NGX_HTTP_MODULE
定位子模块 ：ngx_http_proxy_module（假设索引为 2）
定位配置层级 ：NGX_HTTP_LOC_CONF

获取配置结构体 ：

ngx_http_proxy_loc_conf_t *plcf = 
    (ngx_http_proxy_loc_conf_t *) 
        conf_ctx[NGX_HTTP_MODULE][2][NGX_HTTP_LOC_CONF];
// 访问配置值
printf("proxy_pass: %s\n", plcf->upstream.url);

Nginx 的配置确实分为 4 个核心层级，这种设计是为了实现配置的灵活性、模块化和细粒度控制。以下是具体层级及其设计意义：

层级 1：全局（main）

作用：定义全局性配置，影响所有模块和进程。
例：

worker_processes  4;       # 工作进程数
error_log  /var/log/nginx/error.log;  # 全局错误日志

层级 2：HTTP 块（http）

作用：配置 HTTP 协议相关的全局参数。
例：

http {
    include       mime.types;        # MIME 类型映射
    default_type  application/octet-stream;
    sendfile        on;              # 零拷贝文件传输
}

层级 3：虚拟主机（server）

作用：定义独立的虚拟主机（基于域名或 IP 的站点）。
例：

server {
    listen       80;                 # 监听端口
    server_name  example.com;        # 域名
    root   /var/www/example.com;     # 站点根目录
}

层级 4：路径（location）

作用：针对特定 URL 路径定义处理规则。
例：

location /api {
    proxy_pass  http://backend;      # 反向代理到后端服务
    proxy_buffer_size  4k;           # 代理缓冲区大小
}

继承关系：下层配置继承上层的默认值，同时可以覆盖

http {                # 全局 HTTP 配置
    proxy_buffer_size  8k;
    server {
        proxy_buffer_size  16k;      # 覆盖 HTTP 层的值
        location /api {
            proxy_buffer_size  4k;   # 覆盖 server 层的值
        }
    }
}

模块化与解耦

模块化设计 ：每个层级对应不同的功能模块（如核心模块、HTTP 模块、代理模块）。
示例：
- main 层级处理进程管理。
- http 层级处理协议解析。
- server 层级处理虚拟主机。
- location 层级处理具体请求路由。

动态扩展：通过层级嵌套，轻松添加新功能（如 `upstream` 块用于负载均衡）

http {
    upstream backend {
        server 192.168.1.101;
        server 192.168.1.102;
    }
    server {
        location /api {
            proxy_pass http://backend;  # 引用 upstream
        }
    }
}

典型配置示例

# 全局层级（main）
worker_processes  2;

events {
    worker_connections  1024;
}

# HTTP 块层级
http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;

    # 虚拟主机层级（server）
    server {
        listen       80;
        server_name  example.com;

        # 路径层级（location）
        location / {
            root   /var/www/html;
            index  index.html;
        }

        location /api {
            proxy_pass  http://backend;
            proxy_set_header Host $host;
        }
    }

    # 上游服务器层级（upstream）
    upstream backend {
        server 127.0.0.1:8080;
        server 127.0.0.1:8081;
    }
}