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Nginx的源碼結構和模塊初始化

前言:

上一篇(/os/201511/449771.html)已經介紹了Nginx的基本功能,也介紹了在Windows下的安裝和簡單的實現負載均衡,下邊主要學習一下Nginx的源碼結構。

Nginx的源碼src目錄結構(未進行編譯安裝)

環境:nginx-1.8.0+CentOS7.0
(可以使用yum install tree來安裝tree命令,就可以顯示出文件的樹結構)

[root@iZ94sni08orZ nginx-1.8.0]# tree src/
src/
├── core
│   ├── nginx.c
│   ├── nginx.h
│   ├── ngx_array.c
│   ├── ngx_array.h
│   ├── ngx_buf.c
│   ├── ngx_buf.h
│   ├── ngx_conf_file.c
│   ├── ngx_conf_file.h
│   ├── ngx_config.h
│   ├── ngx_connection.c
│   ├── ngx_connection.h
│   ├── ngx_core.h
│   ├── (省略部分)
│   ├── ngx_times.c
│   └── ngx_times.h
├── event
│   ├── modules
│   │   ├── ngx_aio_module.c
│   │   ├── ngx_devpoll_module.c
│   │   ├── ngx_epoll_module.c
│   │   ├── ngx_eventport_module.c
│   │   ├── ngx_kqueue_module.c
│   │   ├── ngx_poll_module.c
│   │   ├── ngx_rtsig_module.c
│   │   ├── ngx_select_module.c
│   │   └── ngx_win32_select_module.c
│   ├── ngx_event_accept.c
│   ├── ngx_event.c
│   ├── ngx_event_connect.c
│   ├── ngx_event_connect.h
│   ├── (省略部分)
│   └── ngx_event_timer.h
├── http
│   ├── modules
│   │   ├── ngx_http_access_module.c
│   │   ├── ngx_http_addition_filter_module.c
│   │   ├── ngx_http_auth_basic_module.c
│   │   ├── ngx_http_auth_request_module.c
│   │   ├── ngx_http_autoindex_module.c
│   │   ├── ngx_http_browser_module.c
│   │   ├── ngx_http_charset_filter_module.c
│   │   ├── ngx_http_chunked_filter_module.c
│   ├── (省略部分)
│   │   ├── ngx_http_uwsgi_module.c
│   │   ├── ngx_http_xslt_filter_module.c
│   │   └── perl
│   │       ├── Makefile.PL
│   │       ├── nginx.pm
│   │       ├── nginx.xs
│   │       ├── ngx_http_perl_module.c
│   │       ├── ngx_http_perl_module.h
│   │       └── typemap
│   ├── ngx_http.c
│   ├── ngx_http_cache.h
│   ├── ngx_http_config.h
│   ├── ngx_http_header_filter_module.c
│   ├── (省略部分)
│   ├── ngx_http_variables.h
│   └── ngx_http_write_filter_module.c
├── mail
│   ├── ngx_mail_auth_http_module.c
│   ├── ngx_mail.c
│   ├── (省略部分)
│   ├── ngx_mail_ssl_module.c
│   └── ngx_mail_ssl_module.h
├── misc
│   ├── ngx_cpp_test_module.cpp
│   └── ngx_google_perftools_module.c
└── os
    └── unix
        ├── ngx_aio_read.c
        ├── ngx_aio_read_chain.c
        ├── ngx_aio_write.c
        ├── (省略部分)
        ├── ngx_udp_recv.c
        ├── ngx_user.c
        ├── ngx_user.h
        └── ngx_writev_chain.c

10 directories, 265 files
[root@iZ94sni08orZ nginx-1.8.0]# 

從上邊的源碼中可以看出共有10 directories, 265 files,Nginx的主要模塊是Core、event、http、mail、misc(雜項,包含多種功能)、os這幾個部分,並且根據源代碼的命名也可以大致的猜測出其所代表的功能。
建議大家下載其源碼,大致看一下,這樣的話,也能夠更好的理清楚Nginx的功能組成。

舉個簡單的例子,Core模塊下的第一個文件nginx.c的一部分代碼如下:

static ngx_command_t  ngx_core_commands[] = {

    { ngx_string("daemon"),
      NGX_MAIN_CONF|NGX_DIRECT_CONF|NGX_CONF_FLAG,
      ngx_conf_set_flag_slot,
      0,
      offsetof(ngx_core_conf_t, daemon),
      NULL },

    { ngx_string("master_process"),
      NGX_MAIN_CONF|NGX_DIRECT_CONF|NGX_CONF_FLAG,
      ngx_conf_set_flag_slot,
      0,
      offsetof(ngx_core_conf_t, master),
      NULL },
    。。。

從上述可以看出,ngx_core_commands[]這一個數組定義了Core模塊下所使用的全部設置命令(這也是後邊學習Core模塊的時候需要介紹的)。

並且還有event–modules下邊明確的列出了幾種事件的模型,也是後邊在學習該模塊的時候需要學習的地方。
由於對shell腳本語言和C掌握的程度有限,不對源碼做過多的解釋。

對源碼進行編譯

如果使用的CentOS的話需要先下載一些基礎軟件,可以使用命令進行下載:
1、為了支持rewrite功能,我們需要安裝pcre

# yum install pcre* //如過你已經裝了,請跳過這一步

2.安裝openssl
需要ssl的支持,如果不需要ssl支持,請跳過這一步

# yum install openssl*

3.gzip 類庫安裝

yum install zlib zlib-devel

(注:如果是Ubuntu的話,直接使用命令sudo apt-get install nginx 進行下載即可)

4、准備好源碼,進行解壓tar -zxvf nginx-1.8.0.tar.gz
5、編譯和安裝,執行如下命令:

# cd nginx-1.8.0
# ./configure --prefix=/usr/local/nginx-1.7.0 \
--with-http_ssl_module --with-http_spdy_module \
--with-http_stub_status_module --with-pcre

–with-http_stub_status_module:支持nginx狀態查詢
–with-http_ssl_module:支持https
–with-http_spdy_module:支持google的spdy,想了解請百度spdy,這個必須有ssl的支持
–with-pcre:為了支持rewrite重寫功能,必須制定pcre

(如果這裡有提示還需要安裝其他的包,安裝即可)

設置之後,執行make 結束之後執行 make install

啟動命令在/usr/local/nginx-1.8.0/sbin文件下

啟動:./nginx 
關閉:./nginx -s stop
重啟:./nginx -s reload

(如果在Ubuntu的話,可能是在/usr/sbin目錄下)

分析編譯之後的文件:

/usr/local/nginx-1.8.0目錄下:這是編譯之後生成的配置等文件

[root@iZ94sni08orZ nginx-1.8.0]# tree
.
├── client_body_temp
├── conf
│   ├── fastcgi.conf
│   ├── fastcgi.conf.default
│   ├── fastcgi_params
│   ├── fastcgi_params.default
│   ├── koi-utf
│   ├── koi-win
│   ├── mime.types
│   ├── mime.types.default
│   ├── nginx.conf
│   ├── nginx.conf.default
│   ├── scgi_params
│   ├── scgi_params.default
│   ├── uwsgi_params
│   ├── uwsgi_params.default
│   └── win-utf
├── fastcgi_temp
├── html
│   ├── 50x.html
│   └── index.html
├── logs
│   ├── access.log
│   └── error.log
├── proxy_temp
├── sbin
│   └── nginx
├── scgi_temp
└── uwsgi_temp

9 directories, 20 files
[root@iZ94sni08orZ nginx-1.8.0]# 

在conf目錄下有幾個配置文件,該配置文件用於控制Nginx服務器的基本功能,其中nginx.conf為:

#user  nobody; #運行的用戶
worker_processes  1; #允許work線程的數目

#error_log  logs/error.log;
#error_log  logs/error.log  notice;
#error_log  logs/error.log  info;

#pid        logs/nginx.pid;

events {
    worker_connections  1024; #每個work子進程允許最大的連接數為1024
}

http {
    include       mime.types; #用於載入配置文件
    default_type  application/octet-stream;

    #log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
    #                  '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
    #                  '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';

    #access_log  logs/access.log  main;

    sendfile        on;
    #tcp_nopush     on;

    #keepalive_timeout  0;
    keepalive_timeout  65;

    #gzip  on;

    server {
        listen       80;
        server_name  localhost;

        #charset koi8-r;

        #access_log  logs/host.access.log  main;
location / {
            root   html;
            index  index.html index.htm;
        }

        #error_page  404              /404.html;

        # redirect server error pages to the static page /50x.html
        #
        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        location = /50x.html {
            root   html;
        }

        # proxy the PHP scripts to Apache listening on 127.0.0.1:80
        #
        #location ~ \.php$ {
        #    proxy_pass   http://127.0.0.1;
        #}

        # pass the PHP scripts to FastCGI server listening on 127.0.0.1:9000
        #
        #location ~ \.php$ {
        #    root           html;
        #    fastcgi_pass   127.0.0.1:9000;
        #    fastcgi_index  index.php;
        #    fastcgi_param  SCRIPT_FILENAME  /scripts$fastcgi_script_name;
        #    include        fastcgi_params;
        #}
# deny access to .htaccess files, if Apache's document root
        # concurs with nginx's one
        #
        #location ~ /\.ht {
        #    deny  all;
        #}
    }
# another virtual host using mix of IP-, name-, and port-based configuration
    #
    #server {
    #    listen       8000;
    #    listen       somename:8080;
    #    server_name  somename  alias  another.alias;

    #    location / {
    #        root   html;
    #        index  index.html index.htm;
    #    }
    #}


    # HTTPS server
    #
    #server {
    #    listen       443 ssl;
    #    server_name  localhost;

    #    ssl_certificate      cert.pem;
    #    ssl_certificate_key  cert.key;

    #    ssl_session_cache    shared:SSL:1m;
    #    ssl_session_timeout  5m;

    #    ssl_ciphers  HIGH:!aNULL:!MD5;
    #    ssl_prefer_server_ciphers  on;

    #    location / {
    #        root   html;
    #        index  index.html index.htm;
    #    }
    #}

}

從上邊的內容中可以看出,每一個配置屬性的意思大致可以看出來,這一點會在後邊的分模塊學習時詳細說明。

同樣的在編譯之後,會在原來的Nginx代碼包中生成一個objs的目錄,其中,生成的ngx_modules.c文件中,重新集中申明(使用extern關鍵字)了nginx配置的所有模塊,這些模塊可通過編譯前的configure命令進行配置,即設置哪些模塊需要編譯,哪些不被編譯。
如下。包含了執行編譯過程中的內容:

#include 
#include 

extern ngx_module_t  ngx_core_module;
extern ngx_module_t  ngx_errlog_module;
extern ngx_module_t  ngx_conf_module;
extern ngx_module_t  ngx_events_module;
...(省略部分)
extern ngx_module_t  ngx_http_upstream_hash_module;
extern ngx_module_t  ngx_http_upstream_ip_hash_module;

ngx_module_t *ngx_modules[] = {
    &ngx_core_module,
    &ngx_errlog_module,
    &ngx_conf_module,
    &ngx_events_module,
    &ngx_event_core_module,
    &ngx_epoll_module,
    &ngx_openssl_module,
    &ngx_regex_module,
    &ngx_http_module,
    &ngx_http_core_module,
    ...(省略部分)
    &ngx_http_range_body_filter_module,
    &ngx_http_not_modified_filter_module,
    NULL
};

這些模塊均是在此處用extern進行申明,以表明其他模塊可以訪問,而對其本身的定義和初始化ngx_module_t結構在其對應的.c文件中進行。例如,ngx_core_module模塊便是在./src/core/nginx.c文件中定義並進行靜態初始化。實際上,ngx_core_module是一個全局的結構體對象,其他模塊類同。如下。

ngx_module_t  ngx_core_module = {  
    NGX_MODULE_V1,  
    &ngx_core_module_ctx,                  /* module context */  
    ngx_core_commands,                     /* module directives */  
    NGX_CORE_MODULE,                       /* module type */  
    NULL,                                  /* init master */  
    NULL,                                  /* init module */  
    NULL,                                  /* init process */  
    NULL,                                  /* init thread */  
    NULL,                                  /* exit thread */  
    NULL,                                  /* exit process */  
    NULL,                                  /* exit master */  
    NGX_MODULE_V1_PADDING  
};  
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