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第一部分Nginx能帮我们做什么2

第1章 研究Nginx前的准备工作2

1.1 Nginx是什么2

1.2为什么选择Nginx4

1.3准备工作7

1.3.1 Linux操作系统7

1.3.2使用Nginx的必备软件7

1.3.3磁盘目录8

1.3.4 Linux内核参数的优化9

1.3.5获取Nginx源码11

1.4编译安装Nginx11

1.5 configure详解11

1.5.1 configure的命令参数12

1.5.2 configure执行流程18

1.5.3 configure生成的文件22

1.6 Nginx的命令行控制24

1.7小结27

第2章Nginx的配置28

2.1运行中的Nginx进程间的关系28

2.2 Nginx配置的通用语法31

2.2.1块配置项31

2.2.2配置项的语法格式32

2.2.3配置项的注释33

2.2.4配置项的单位33

2.2.5在配置中使用变量33

2.3 Nginx服务的基本配置34

2.3.1用于调试进程和定位问题的配置项34

2.3.2正常运行的配置项36

2.3.3优化性能的配置项38

2.3.4事件类配置项39

2.4用HTTP核心模块配置一个静态Web服务器41

2.4.1虚拟主机与请求的分发42

2.4.2文件路径的定义45

2.4.3内存及磁盘资源的分配48

2.4.4网络连接的设置50

2.4.5 MIME类型的设置53

2.4.6对客户端请求的限制54

2.4.7文件操作的优化55

2.4.8对客户端请求的特殊处理57

2.4.9 ngx_http_ core_ module模块提供的变量59

2.5用HTTP proxy module配置一个反向代理服务器60

2.5.1负载均衡的基本配置62

2.5.2反向代理的基本配置64

2.6小结68

第二部分 如何编写HTTP模块70

第3章 开发一个简单的HTTP模块70

3.1如何调用HTTP模块70

3.2准备工作72

3.2.1整型的封装72

3.2.2 ngx-str_t数据结构73

3.2.3 ngx-list_t数据结构73

3.2.4 ngx_table_elt_t数据结构77

3.2.5 ngx_buf_t数据结构77

3.2.6 ngx-chain_t数据结构79

3.3如何将自己的HTTP模块编译进Nginx 79

3.3.1 confiig文件的写法80

3.3.2利用confiigure脚本将定制的模块加入到Nginx中80

3.3.3直接修改Makefile文件84

3.4 HTTP模块的数据结构85

3.5定义自己的HTTP模块88

3.6处理用户请求92

3.6.1处理方法的返回值92

3.6.2获取URI和参数95

3.6.3获取HTTP头部98

3.6.4获取HTTP包体101

3.7发送响应102

3.7.1发送HTTP头部102

3.7.2将内存中的字符串作为包体发送104

3.7.3经典的“Hello World”示例106

3.8将磁盘文件作为包体发送107

3.8.1如何发送磁盘中的文件107

3.8.2清理文件句柄110

3.8.3支持用户多线程下载和断点续传111

3.9用C++++语言编写HTTP模块112

3.9.1编译方式的修改112

3.9.2程序中的符号转换114

3.10小结114

第4章 配置、error日志和请求上下文115

4.1 http配置项的使用场景115

4.2怎样使用http配置117

4.2.1分配用于保存配置参数的数据结构117

4.2.2设定配置项的解析方式119

4.2.3使用14种预设方法解析配置项125

4.2.4自定义配置项处理方法136

4.2.5合并配置项137

4.3 HTTP配置模型140

4.3.1解析HTTP配置的流程141

4.3.2 HTTP配置模型的内存布局144

4.3.3如何合并配置项147

4.3.4预设配置项处理方法的工作原理149

4.4 error日志的用法150

4.5请求的上下文155

4.5.1上下文与全异步Web服务器的关系155

4.5.2如何使用HTTP上下文156

4.5.3 HTTP框架如何维护上下文结构157

4.6小结158

第5章 访问第三方服务159

5.1 upstream的使用方式160

5.1.1 ngx_ http_upstream_t结构体163

5.1.2设置upstream的限制性参数164

5.1.3设置需要访问的第三方服务器地址165

5.1.4设置回调方法166

5.1.5如何启动upstream机制166

5.2回调方法的执行场景167

5.2.1 create_ request回调方法167

5.2.2 reinit_request回调方法169

5.2.3 fiinalize_request回调方法170

5.2.4 process_ header回调方法171

5.2.5 rewrite_ redirect回调方法172

5.2.6 input_fiilter_init与input_fiilter回调方法172

5.3使用upstream的示例173

5.3.1 upstream的各种配置参数174

5.3.2请求上下文175

5.3.3在create_request方法中构造请求176

5.3.4在process_header方法中解析包头177

5.3.5在fiinalize_ request方法中释放资源180

5.3.6在ngx_ http_ mytest_ handler方法中启动upstream 181

5.4 subrequest的使用方式183

5.4.1配置子请求的处理方式183

5.4.2实现子请求处理完毕时的回调方法184

5.4.3处理父请求被重新激活后的回调方法185

5.4.4启动subrequest子请求185

5.5 subrequest执行过程中的主要场景186

5.5.1如何启动subrequest 186

5.5.2如何转发多个子请求的响应包体188

5.5.3子请求如何激活父请求192

5.6 subrequest使用的例子193

5.6.1配置文件中子请求的设置194

5.6.2请求上下文194

5.6.3子请求结束时的处理方法195

5.6.4父请求的回调方法196

5.6.5启动subrequest 197

5.7小结198

第6章 开发一个简单的HTTP过滤模块199

6.1过滤模块的意义199

6.2过滤模块的调用顺序200

6.2.1过滤链表是如何构成的200

6.2.2过滤链表的顺序203

6.2.3官方默认HTTP过滤模块的功能简介204

6.3 HTTP过滤模块的开发步骤206

6.4 HTTP过滤模块的简单例子207

6.4.1如何编写confiig文件208

6.4.2配置项和上下文208

6.4.3定义HTTP过滤模块210

6.4.4初始化HTTP过滤模块211

6.4.5处理请求中的HTTP头部212

6.4.6处理请求中的HTTP包体213

6.5小结214

第7章Nginx提供的高级数据结构215

7.1 Nginx提供的高级数据结构概述215

7.2 ngx_queue_t双向链表217

7.2.1为什么设计ngx_queue_ t双向链表217

7.2.2双向链表的使用方法217

7.2.3使用双向链表排序的例子219

7.2.4双向链表是如何实现的221

7.3 ngx_ array_t动态数组222

7.3.1为什么设计ngx_array_ t动态数组223

7.3.2动态数组的使用方法223

7.3.3使用动态数组的例子225

7.3.4动态数组的扩容方式226

7.4 ngx_list_t单向链表226

7.5 ngx_ rbtree_t红黑树227

7.5.1为什么设计ngx_ rbtree_ t红黑树227

7.5.2红黑树的特性228

7.5.3红黑树的使用方法230

7.5.4使用红黑树的简单例子233

7.5.5如何自定义添加成员方法234

7.6 ngx_ radix_tree_ t基数树236

7.6.1 ngx_ radix tree_ t基数树的原理236

7.6.2基数树的使用方法238

7.6.3使用基数树的例子239

7.7支持通配符的散列表240

7.7.1 ngx_ hash_ t基本散列表240

7.7.2支持通配符的散列表243

7.7.3带通配符散列表的使用例子250

7.8小结254

第三部分 深入Nginx256

第8章Nginx基础架构256

8.1 Web服务器设计中的关键约束256

8.2 Nginx的架构设计259

8.2.1优秀的模块化设计259

8.2.2事件驱动架构263

8.2.3请求的多阶段异步处理264

8.2.4管理进程、多工作进程设计267

8.2.5平台无关的代码实现268

8.2.6内存池的设计268

8.2.7使用统一管道过滤器模式的HTTP过滤模块268

8.2.8其他一些用户模块269

8.3 Nginx框架中的核心结构体ngx_ cycle t 269

8.3.1 ngx_ listening_t结构体269

8.3.2 ngx cycle_ t结构体271

8.3.3 ngx_cycle_ t支持的方法273

8.4 Nginx启动时框架的处理流程275

8.5 worker进程是如何工作的278

8.6 master进程是如何工作的281

8.7小结286

第9章 事件模块287

9.1事件处理框架概述287

9.2 Nginx事件的定义290

9.3 Nginx连接的定义293

9.3.1被动连接294

9.3.2主动连接297

9.3.3 ngx_connection _t连接池298

9.4 ngx_ events_module核心模块300

9.4.1如何管理所有事件模块的配置项301

9.4.2管理事件模块303

9.5 ngx_ event_ core_ module事件模块305

9.6 epoll事件驱动模块310

9.6.1 epoll的原理和用法311

9.6.2如何使用epoll 313

9.6.3 ngx_epoll_ module模块的实现315

9.7定时器事件323

9.7.1缓存时间的管理324

9.7.2缓存时间的精度326

9.7.3定时器的实现327

9.8事件驱动框架的处理流程328

9.8.1如何建立新连接329

9.8.2如何解决“惊群”问题330

9.8.3如何实现负载均衡333

9.8.4 post事件队列334

9.8.5 ngx_rocess_events_ and_timers流程335

9.9文件的异步I/O338

9.9.1 Linux内核提供的文件异步I/O339

9.9.2 ngx_ epoll_module模块中实现的针对文件的异步I/O342

9.10小结346

第10章HTTP框架的初始化347

10.1 HTTP框架概述348

10.2管理HTTP模块的配置项351

10.2.1管理main级别下的配置项352

10.2.2管理server级别下的配置项354

10.2.3管理location级别下的配置项357

10.2.4不同级别配置项的合并362

10.3监听端口的管理367

10.4 server的快速检索369

10.5 location的快速检索371

10.6 HTTP请求的11个处理阶段372

10.6.1 HTTP处理阶段的普适规则374

10.6.2 NGX HTTP_POST_ READ_ PHASE阶段376

10.6.3 NGX_ HTTP_ SERVER REWRITE_ PHASE阶段378

10.6.4 NGX_ HTTP_ FIND_ CONFIG_ PHASE阶段379

10.6.5 NGX_ HTTP_ REWRITE_ PHASE阶段379

10.6.6 NGX_ HTTP_ POST_ REWRITE_ PHASE阶段379

10.6.7 NGX_ HTTP_REACCESS_ PHASE阶段379

10.6.8 NGX_HTTP_ ACCESS_PHASE阶段380

10.6.9 NGX_HTTP_ POST_ ACCESS_ PHASE阶段380

10.6.10 NGX_HTTP_ TRY_FILES_PHASE阶段381

10.6.11 NGX_HTTP_CONTENT_PHASE阶段381

10.6.12 NGX_HTTP_LOG_PHASE阶段382

10.7 HTTP框架的初始化流程383

10.8小结385

第11章HTTP框架的执行流程386

11.1 HTTP框架执行流程概述387

11.2新连接建立时的行为388

11.3第一次可读事件的处理390

11.4接收HTTP请求行396

11.5接收HTTP头部399

11.6处理HTTP请求403

11.6.1 ngx_ http_ core_generic_phase409

11.6.2 ngx_http_ core rewrite_phase411

11.6.3 ngx_ http_ core_access_phase412

11.6.4 ngx_ http_ core_content_phase415

11.7 subrequest与post请求419

11.8处理HTTP包体421

11.8.1接收包体422

11.8.2放弃接收包体429

11.9发送HTTP响应433

11.9.1 ngx_http_send_header434

11.9.2 ngx_http_output_filter436

11.9.3 ngx_ http_writer440

11.10结束HTTP请求442

11.10.1 ngx_http_ close_connection443

11.10.2 ngx_http_ free_request444

11.10.3 ngx_http_ close_request446

11.10.4 ngx_http_finalize_ connection447

11.10.5 ngx_ http_terminate_ request447

11.10.6 ngx_http_finalize request448

11.11小结452

第12章upstream机制的设计与实现453

12.1 upstream机制概述453

12.1.1设计目的454

12.1.2 ngx_http_ upstream_ t数据结构的意义456

12.1.3 ngx_ http_ upstream conf_t配置结构体459

12.2启动upstream462

12.3与上游服务器建立连接464

12.4发送请求到上游服务器467

12.5接收上游服务器的响应头部470

12.5.1应用层协议的两段划分方式470

12.5.2处理包体的3种方式471

12.5.3接收响应头部的流程473

12.6不转发响应时的处理流程476

12.6.1 input_fiilter方法的设计477

12.6.2默认的input_filter方法478

12.6.3接收包体的流程479

12.7以下游网速优先来转发响应481

12.7.1转发响应的包头482

12.7.2转发响应的包体484

12.8以上游网速优先来转发响应489

12.8.1 ngx_event_pipe_t结构体的意义489

12.8.2转发响应的包头493

12.8.3转发响应的包体495

12.8.4 ngx_event_pipe_read_upstream方法498

12.8.5 ngx_ event_pipe_ write_to_downstream方法502

12.9结束upstream请求504

12.10小结508

第13章 邮件代理模块509

13.1邮件代理服务器的功能509

13.2邮件模块的处理框架512

13.2.1一个请求的8个独立处理阶段512

13.2.2邮件类模块的定义514

13.2.3邮件框架的初始化516

13.3初始化请求517

13.3.1描述邮件请求的ngx_ mail_session_t结构体517

13.3.2初始化邮件请求的流程519

13.4接收并解析客户端请求520

13.5邮件认证520

13.5.1 ngx_mail_ auth_ http_ctx_t结构体520

13.5.2与认证服务器建立连接522

13.5.3发送请求到认证服务器522

13.5.4接收并解析响应525

13.6与上游邮件服务器间的认证交互526

13.6.1 ngx_ mail_proxy_ ctx_ t结构体526

13.6.2向上游邮件服务器发起连接527

13.6.3与邮件服务器认证交互的过程528

13.7透传上游邮件服务器与客户端间的流530

13.8小结535

第14章 进程间的通信机制536

14.1概述536

14.2共享内存536

14.3原子操作541

14.3.1不支持原子库下的原子操作541

14.3.2 x86架构下的原子操作542

14.3.3自旋锁545

14.4 Nginx频道546

14.5信号549

14.6信号量551

14.7文件锁553

14.8互斥锁556

14.8.1文件锁实现的ngx_ shmtx_t锁558

14.8.2原子变量实现的ngx_ shmtx_ t锁560

14.9小结565