深入理解Nginx

前　言 第一部分　Nginx能帮我们做什么 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Nginx / 4 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Nginx / 11 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 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　config文件的写法 / 80 3.3.2　利用configure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　finalize_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_filter_init与input_filter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finalize_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config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Nginx 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_process_events_and_timers流程 / 335 9.9　文件的异步I/O / 338 9.9.1　Linux内核提供的文件异步I/O / 339 9.9.2　ngx_epoll_module模块中实现的针对文件的异步I/O / 342 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_PREACCESS_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_phase / 409 11.6.2　ngx_http_core_rewrite_phase / 411 11.6.3　ngx_http_core_access_phase / 412 11.6.4　ngx_http_core_content_phase / 415 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_header / 434 11.9.2　ngx_http_output_filter / 436 11.9.3　ngx_http_writer / 440 11.10　结束HTTP请求 / 442 11.10.1　ngx_http_close_connection / 443 11.10.2　ngx_http_free_request / 444 11.10.3　ngx_http_close_request / 446 11.10.4　ngx_http_finalize_connection / 447 11.10.5　ngx_http_terminate_request / 447 11.10.6　ngx_http_finalize_request / 448 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upstream / 462 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_filter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

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