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  • 菜鸟nginx源码剖析 框架篇（一） 从main函数看nginx启动流程（转）

      • 俗话说的好，牵牛要牵牛鼻子 驾车顶牛，处理复杂的东西，只要抓住重点，才能理清脉络，不至于深陷其中，不能自拔。对复杂的nginx而言，main函数就是“牛之鼻”，只要能理清main函数，就一定能理解其中的奥秘，下面我们就一起来研究一下nginx的main函数。

        1.nginx的main函数解读

        nginx启动显然是由main函数驱动的，main函数在在core/nginx.c文件中，其源代码解析如下，涉及到的数据结构在本节仅指出其作用，将在第二节中详细解释。

      • nginx main函数的流程图如下：

        image

        需要说明的：

      • 1） 初始化错误提示列表，以errno为下标，元素就是对应的错误提示信息。

      •    1: if (ngx_strerror_init() != NGX_OK) {
           2:     return 1;
           3: }

        2）获取命令行参数，保存在全局变量中，可以设置的命令行参数如下表所示:

      •    1: if (ngx_get_options(argc, argv) != NGX_OK) {
           2:       return 1;
           3:   }
        命令行参数 作用
        -h或-？ 显示版本信息和help信息
        -v 显示版本信息
        -V 显示nginx版本信息、编译器版本和配置选项信息
        -t 测试配置文件信息是否OK，即检测配置文件语法的正确性，并尝试打开配置文件中所引用到的文件
        -q 在测试配置文件的时候，屏蔽无错误信息，即quiet模式
        -s signal 发送信号到master进程（如stop、quit、reopen、reload）
        -p prefix 设置前缀路径（默认为当前目录）
        -c filename 设置配置文件（默认为conf/nginx.conf）
        -g directives 在配置文件外设置全局的指令

        3）时间、正则表达式和log的初始化。

           1: ngx_time_init();
           2:  
           3: (NGX_PCRE)
           4: ngx_regex_init();
           5: if
           6:  
           7: ngx_pid = ngx_getpid();
           8:  
           9: log = ngx_log_init(ngx_prefix);
          10: if (log == NULL) {
          11:     return 1;
          12: }
                4) 初始化cycle结构，并创建内存块大小为1024的内存池，内存池创建已经在《菜鸟nginx源码剖析数据结构篇（九） 内存池ngx_pool_t》讨论过了，nginx框架就是围绕着ngx_cycle_t结构体来控制运行的，其定义详情请参考下一节。
           1: ngx_memzero(&init_cycle, sizeof(ngx_cycle_t));
           2: init_cycle.log = log;
           3: ngx_cycle = &init_cycle;
           4:  
           5: init_cycle.pool = ngx_create_pool(1024, log);
           6: if (init_cycle.pool == NULL) {
           7:     return 1;
           8: }
         
        5)  将命令行参数保存到ngx_os_argv、ngx_argc以及ngx_argv这几个全局的变量中。这算是一个备份存储，方便以后master进程做热代码替换之用。
           1: if (ngx_save_argv(&init_cycle, argc, argv) != NGX_OK) {
           2:         return 1;
           3: }
        6）用命令行参数得来的全局变量初始化cycle的conf_prefix（配置文件所在路径的前缀）、prefix（nginx可执行文件所在路径）、conf_file（配置文件名）和conf_param（通过命令行-g选项指定的全局配置信息）。
           1: if (ngx_process_options(&init_cycle) != NGX_OK) {
           2:     return 1;
           3: }
        7）  根据操作系统确定一些参数，信息会被保存到一些全局变量中，如页大小ngx_pagesize, CPU cacheline
           1: if (ngx_os_init(log) != NGX_OK) {
           2:     return 1;
           3: }
        8) 初始化一个做循环冗余校验的表，由此可以看出后续的循环冗余校验将采用高效的查表法
           1: if (ngx_crc32_table_init() != NGX_OK) {  
           2:        return 1;  
           3:    }
        9）通过环境变量NGINX完成socket的继承，继承来的socket将会放到init_cycle的listening数组中。同时可以读取master进程传递的平滑升级信息等等
           1: if (ngx_add_inherited_sockets(&init_cycle) != NGX_OK) {  
           2:         return 1;  
           3:     } 

        10）初始化所有模块的index信息，即对所有模块进行编号，ngx_modules数却是在自动编译的时候生成的，位于objs/ngx_modules.c文件中

           1: ngx_max_module = 0;
           2: for (i = 0; ngx_modules[i]; i++) {
           3:     ngx_modules[i]->index = ngx_max_module++;
           4: }

        11）  用上面收集的init_cycle信息初始化ngx_cycle，这行代码是nginx启动过程中最重要的一个步骤，在第3节将详细展开。

           1: cycle = ngx_init_cycle(&init_cycle);
           2: if (cycle == NULL) {
           3:     if (ngx_test_config) {
           4:         ngx_log_stderr(0, "configuration file %s test failed",
           5:                        init_cycle.conf_file.data);
           6:     }
           7:  
           8:     return 1;
           9: }

        12）ccf 为ngx_core_conf_t 将在第2节给出详细定义，这个地方需要解释下，ccf->master是从配置文件中解析master_process配置项所得的值，初始化为NGX_CONF_UNSET（-1），在配置项中，如果flag类型的配置项master_process被设置为on，则其值为1，如果为off，则其值为0，ngx_process为全局变量，用于记录要采用的工作模式，未被初始化，因此初始值是0（uint型全局变量会被系统默认初始化为0），相关宏定义如下：

        1. #define NGX_PROCESS_SINGLE     0
        2. #define NGX_PROCESS_MASTER     1
        3. #define NGX_PROCESS_SIGNALLER  2
        4. #define NGX_PROCESS_WORKER     3
        5. #define NGX_PROCESS_HELPER     4

        因此，下面的if判断语句的含义就是：用来处理一种特殊情况，即如果在配置项中未设置master_process配置项或者是设置为打开，ngx_process未被设置，采用默认值0，这个时候要采用master工作模式。因为master_process优先级高，且nginx默认采用master模式如果在配置项中设置master_process为off，那么if依据不会执行。最终nginx工作模式取决于ngx_proces的初值0，即采用单进程模式。

           1: ccf = (ngx_core_conf_t *) ngx_get_conf(cycle->conf_ctx, ngx_core_module);
           2:  
           3: if (ccf->master && ngx_process == NGX_PROCESS_SINGLE) {
           4:     ngx_process = NGX_PROCESS_MASTER;
           5: }

        13）初始化信号；主要完成信号处理程序的注册

           1: if (ngx_init_signals(cycle->log) != NGX_OK) {
           2:     return 1;
           3: }

        14）若无继承sockets，且设置了守护进程表示，则创建守护进程

           1: if (!ngx_inherited && ccf->daemon) {  
           2:         if (ngx_daemon(cycle->log) != NGX_OK) {  
           3:             return 1;  
           4:         }  
           5:   
           6:         ngx_daemonized = 1;  
           7:     }  
           8:   
           9:     if (ngx_inherited) {  
          10:         ngx_daemonized = 1;  
          11: } 

        15) 创建进程记录文件；(非NGX_PROCESS_MASTER=1进程，不创建该文件)

           1: if (ngx_create_pidfile(&ccf->pid, cycle->log) != NGX_OK) {
           2:     return 1;
           3: }

        16)  进入进程主循环，根据ngx_process确定启动单进程模式还是多进程模式。

           1: if (ngx_process == NGX_PROCESS_SINGLE) {
           2:      ngx_single_process_cycle(cycle);
           3:  
           4:  } else {
           5:      ngx_master_process_cycle(cycle);
           6:  }

      • 2.相关结构体

        2.1. ngx_module_t

        nginx中所有模块的类型都是ngx_module_t类型的，定义了模块的一些属性。nginx是完全模块化的，所有的组件都是模块，从而实现了nginx的高度松耦合。同时，我们在进行nginx模块开发时，也离不开这个数据结构。在上面初始化过程中的第10步就是初始化这个结构。

           1: struct ngx_module_s {
           2:     /**
           3:      * 在具体类型模块（http、event等）的全局配置结构数组的下标。以http module模块为例，
           4:      * nginx把所有的http module的config信息存放在ngx_http_conf_ctx_t类型的变量中，
           5:      * 这个变量只有3个属性，分别是所有http module的main、srv、loc的config信息的数组。
           6:      * 如果该模块是http module，则ctx_index是该模块的config信息（main、srv、loc）
           7:      * 在ngx_http_conf_ctx_t中的下标。
           8:      */
           9:     ngx_uint_t            ctx_index;
          10:  
          11:     /**
          12:      * nginx把所有模块（ngx_module_t）存放到ngx_modules数组中，这个数组在nginx源码路
          13:      * 径的objs/ngx_modules.c中，是在运行configure脚本后生成的。index属性就是该模块
          14:      * 在ngx_modules数组中的下标。同时nginx把所有的core module的配置结构存放到ngx_cycle的
          15:      * conf_ctx数组中，index也是该模块的配置结构在ngx_cycle->conf_ctx数组中的下标。
          16:      */
          17:     ngx_uint_t            index;
          18:  
          19:     ……
          20:  
          21:     /**
          22:      * 模块的上下文属性，同一类型的模块的属性是相同的，比如core module的ctx是ngx_core_module_t类型。
          23:      * 而http module的ctx是ngx_http_moduel_t类型，event module的ctx是ngx_event_module_t类型等等。
          24:      * 相应类型的模块由分开处理的，比如所有的http module由ngx_http_module解析处理，而所有的event module
          25:      * 由ngx_events_module解析处理。
          26:      */
          27:     void                 *ctx;
          28:  
          29:     /**
          30:      * 该模块支持的指令的数组，最后以一个空指令结尾。ngx_commond_t的分析见下文。
          31:      */
          32:     ngx_command_t        *commands;
          33:  
          34:     /**
          35:      * 模块的类型，nginx所有的模块类型：
          36:      *         NGX_CORE_MODULE
          37:      *         NGX_CONF_MODULE
          38:      *         NGX_HTTP_MODULE
          39:      *         NGX_EVENT_MODULE
          40:      *         NGX_MAIL_MODULE
          41:      * 这些不同的类型也指定了不同的ctx。
          42:      */
          43:     ngx_uint_t            type;
          44:  
          45:     /* 接下来都是一些回调函数，在nginx初始化过程的特定时间点调用 */
          46:     ngx_int_t           (*init_master)(ngx_log_t *log);
          47:  
          48:     /* 初始化完所有模块后调用，在ngx_int_cycle函数（ngx_cycle.c）中 */
          49:     ngx_int_t           (*init_module)(ngx_cycle_t *cycle);
          50:  
          51:     /* 初始化完worker进程后调用，在ngx_worker_process_init函数（ngx_process_cycle.c）中 */
          52:     ngx_int_t           (*init_process)(ngx_cycle_t *cycle);
          53:     ngx_int_t           (*init_thread)(ngx_cycle_t *cycle);
          54:     void                (*exit_thread)(ngx_cycle_t *cycle);
          55:     void                (*exit_process)(ngx_cycle_t *cycle);
          56:  
          57:     void                (*exit_master)(ngx_cycle_t *cycle);
          58:     ……
          59: };
         
      • 模块类型和上下文属性的关系如下：
      • 模块类型(type) 上下文属性类型(ctx)
        NGX_CORE_MODULE ngx_core_module_t（ngx_conf_file.h）
        NGX_CONF_MODULE NULL
        NGX_HTTP_MODULE ngx_http_module_t（http/ngx_http_config.h）
        NGX_EVENT_MODULE ngx_event_module_t（event/ngx_event.h）
        NGX_MAIL_MODULE ngx_mail_module_t（mail/ngx_mail.h）

        • 常用的模块图如下图所示：

        • image

        2.2 ngx_commond_t

                ngx_commond_t描述的是模块的配置指令，也就是出现在配置文件的指令。nginx模块支持多个配置指令，所以是以ngx_commond_t数组形式存储的。这个结构在配置文件解析和模块的配置结构信息初始化时会用到。

           1: struct ngx_command_s {
           2:     /**
           3:      * 指令名，与配置文件中一致
           4:      */
           5:     ngx_str_t             name;
           6:  
           7:     /**
           8:      * 指令的类型，以及参数的个数。这个属性有两个作用：
           9:      *     1. 实现只解析某个类型的指令，比如当前这个指令是event module类型的，而正在解析的是
          10:      *        http module，所以会跳过所有不是http module类型的指令。
          11:      *     2. 实现指令参数个数的校验。
          12:      */
          13:     ngx_uint_t            type;
          14:  
          15:     /*
          16:      * 回调函数，在解析配置文件时，遇到这个指令时调用。
          17:      * cf: 包括配置参数信息cf->args（ngx_array_t类型），以及指令对应的模块上下文cf->ctx
          18:      *         在解析不同模块的指令时，这个上下文信息不同。比如在解析core module时，cf->ctx
          19:      *         是ngx_cycle->conf_ctx也就是所有core module的配置结构数组，而在解析http module
          20:      *         时cf->ctx是ngx_http_conf_ctx_t类型的，其中包含所有http module的main、srv、loc
          21:      *         的配置结构数组。
          22:      * cmd: 指令对应的ngx_command_t结构。
          23:      * conf：指令对应的模块的配置信息。
          24:      */
          25:     char               *(*set)(ngx_conf_t *cf, ngx_command_t *cmd, void *conf);
          26:  
          27:     /**
          28:      * 对http module有效，http module的配置结构信息（main、srv、loc）都存放在ngx_http_conf_ctx_t
          29:      * 中对应的数组，conf属性指示这个指令的配置结构是main、srv还是loc。
          30:      */
          31:     ngx_uint_t            conf;
          32:  
          33:     /**
          34:      * 指令对应属性在模块配置结构中的偏移量。
          35:      */
          36:     ngx_uint_t            offset;
          37:     
          38:     /**
          39:      * 一般是函数指针，在set回调函数中调用。
          40:      */
          41:     void                 *post;
          42: };

        2.3 ngx_cycle_t

                ngx_cycle_t是nginx中最重要的数据结构，包含了全局的配置信息、所有监听的套接字、连接池、读写事件等。ngx_cycle_t相当于nginx的一个生命周期，从nginx启动后直到向nginx发送stop或者reload信号。nginx中有一个全局变量ngx_cycle指向当前的cycle。

         
           1: struct ngx_cycle_s {
           2:     /*保存着所有模块存储配置项的结构体的指针，它首先是一个数组，每个数组成员又是一个指针，这个指针指向另一个存储着指针的数组*/
           3:     void                  ****conf_ctx;
           4:     //内存池
           5:     ngx_pool_t               *pool;
           6:     
           7:     /*日志模块中提供了生成基本ngx_log_t日志对象的功能，这里的log实际上在还没有执行ngx_init_cycle方法前，也就是还没有解析配置前，如果有信息输出日志
           8:     就会暂时使用log对象，它会输出到屏幕。在调用ngx_int_cycle后，将会根据nginx.comfg配置文件中的配置项构造出正确的日志，此时会对log进行重新赋值*/
           9:     ngx_log_t                *log;
          10:     /*由nginx.conf配置文件读取到日志文件路径后，将开始初始化error_log日志文件，由于log对象还在用于输出日志屏幕，这时会用new_log暂时性地替代log日志
          11:     待初始化成功后，会用new_log的地址覆盖上面的log指针*/
          12:     ngx_log_t                 new_log;
          13:     
          14:     ngx_uint_t                log_use_stderr;  /* unsigned  log_use_stderr:1; */
          15:     //files文件数组的个数
          16:     ngx_uint_t                files_n;
          17:    /*对于poll、rtsig这样的事件模块，会以有效文件句柄来预先建立这些ngx_connection_t结构体，以加速时间的收集分发，这时files就会保存所有ngx_connection_t
          18:     的指针成员数组，files_n就是指针的总数，而文件句柄的值用于访问files数组成员*/
          19:     ngx_connection_t        **files;
          20:    //可用连接池
          21:     ngx_connection_t         *free_connections;
          22:     //可用连接池中连接总数
          23:     ngx_uint_t                free_connection_n;
          24:     
          25:     /*双向链表容器，元素是ngx_connection_t结构体，表示可重复使用的连接队列*/
          26:     ngx_queue_t               reusable_connections_queue;
          27:     //动态数组，每个数组元素存储着ngx_listening_t成员，表示监听端口及相关参数
          28:     ngx_array_t               listening;
          29:     //动态数组，存储着nginx所有要操作的目录，如果目录不存在，则试图创建，创建失败会导致nginx启动失败
          30:     ngx_array_t               paths;
          31:     /*单链表容器，元素类型是nginx_open_file_t，表示已打开的所有文件。*/
          32:     ngx_list_t                open_files;
          33:     /*单链表容器，元素是ngx_shm_zone_t，每个元素表示一块共享内存*/
          34:     ngx_list_t                shared_memory;
          35:     //当前连接对象的总数
          36:     ngx_uint_t                connection_n;
          37:  
          38:     //指向当前进程中所有连接对象
          39:     ngx_connection_t         *connections;
          40:     //指向当前进程中的所有读事件对象，connection_n同时表示所有读事件总数
          41:     ngx_event_t              *read_events;
          42:     //指向当前进程中的所有写事件对象，connection_n同时表示所有写事件总数
          43:     ngx_event_t              *write_events;
          44:     //旧的ngx_cycle_t对象用于引用上一个ngx_cycle_t对象中的成员
          45:     ngx_cycle_t              *old_cycle;
          46:     
          47:     ngx_str_t              conf_file;               // 配置文件名  
          48:      ngx_str_t                 conf_param;                   // 由命令行-g提供配置参数  
          49:      ngx_str_t                 conf_prefix;                  // 配置前缀  
          50:      ngx_str_t                 prefix;                       // nginx所在路径  
          51:      ngx_str_t                 lock_file;  
          52:      ngx_str_t                 hostname;                     // 主机名  
          53: };

        3.ngx_init_cycle函数

        ngx_init_cycle 初始化步骤 有以下操作，这里涉及到ngx_list_t和ngx_array_t，如果有不懂的同学请参考我之前对于这两个结构分析的文章，同时这个函数比较复杂，希望大家耐心点。

        1） 更新时区和时间。

           1: ngx_timezone_update();
           2:  
           3: /* force localtime update with a new timezone */
           4:  
           5: tp = ngx_timeofday();
           6: tp->sec = 0;
           7:  
           8: ngx_time_update();

        2） 创建内存池，并从内存池中创建ngx_cycle_t结构，然后给cycle日志和old_cycle赋值

         

           1: log = old_cycle->log;
           2:  
           3: pool = ngx_create_pool(NGX_CYCLE_POOL_SIZE, log);
           4: if (pool == NULL) {
           5:     return NULL;
           6: }
           7: pool->log = log;
           8:  
           9: cycle = ngx_pcalloc(pool, sizeof(ngx_cycle_t));
          10: if (cycle == NULL) {
          11:     ngx_destroy_pool(pool);
          12:     return NULL;
          13: }
          14:  
          15: cycle->pool = pool;
          16: cycle->log = log;
          17: cycle->old_cycle = old_cycle;

        3）根据old_cycle初始化cycle中的conf_file、conf_prefix、prefix和conf_param。

         

           1: cycle->conf_prefix.len = old_cycle->conf_prefix.len;
           2: cycle->conf_prefix.data = ngx_pstrdup(pool, &old_cycle->conf_prefix);
           3: if (cycle->conf_prefix.data == NULL) {
           4:     ngx_destroy_pool(pool);
           5:     return NULL;
           6: }
           7:  
           8: cycle->prefix.len = old_cycle->prefix.len;
           9: cycle->prefix.data = ngx_pstrdup(pool, &old_cycle->prefix);
          10: if (cycle->prefix.data == NULL) {
          11:     ngx_destroy_pool(pool);
          12:     return NULL;
          13: }
          14:  
          15: cycle->conf_file.len = old_cycle->conf_file.len;
          16: cycle->conf_file.data = ngx_pnalloc(pool, old_cycle->conf_file.len + 1);
          17: if (cycle->conf_file.data == NULL) {
          18:     ngx_destroy_pool(pool);
          19:     return NULL;
          20: }
          21: ngx_cpystrn(cycle->conf_file.data, old_cycle->conf_file.data,
          22:             old_cycle->conf_file.len + 1);
          23:  
          24: cycle->conf_param.len = old_cycle->conf_param.len;
          25: cycle->conf_param.data = ngx_pstrdup(pool, &old_cycle->conf_param);
          26: if (cycle->conf_param.data == NULL) {
          27:     ngx_destroy_pool(pool);
          28:     return NULL;
          29: }

        4）初始化pathes，pathes是一个ngx_array_t结构

         

           1: n = old_cycle->paths.nelts ? old_cycle->paths.nelts : 10;
           2:  
           3: cycle->paths.elts = ngx_pcalloc(pool, n * sizeof(ngx_path_t *));
           4: if (cycle->paths.elts == NULL) {
           5:     ngx_destroy_pool(pool);
           6:     return NULL;
           7: }
           8:  
           9: cycle->paths.nelts = 0;
          10: cycle->paths.size = sizeof(ngx_path_t *);
          11: cycle->paths.nalloc = n;
          12: cycle->paths.pool = pool;

        5） 根据old_cycle的open_files的大小，初始化openfiles , openfiles为ngx_list_t

         

           1: if (old_cycle->open_files.part.nelts) {
           2:     n = old_cycle->open_files.part.nelts;
           3:     for (part = old_cycle->open_files.part.next; part; part = part->next) {
           4:         n += part->nelts;
           5:     }
           6:  
           7: } else {
           8:     n = 20;
           9: }
          10:  
          11: if (ngx_list_init(&cycle->open_files, pool, n, sizeof(ngx_open_file_t))
          12:     != NGX_OK)
          13: {
          14:     ngx_destroy_pool(pool);
          15:     return NULL;
          16: }


               6） 根据old_cycle的shared_memory的大小初始化shared_memory（ngx_list_t）。

           1: if (old_cycle->shared_memory.part.nelts) {
           2:     n = old_cycle->shared_memory.part.nelts;
           3:     for (part = old_cycle->shared_memory.part.next; part; part = part->next)
           4:     {
           5:         n += part->nelts;
           6:     }
           7:  
           8: } else {
           9:     n = 1;
          10: }
          11:  
          12: if (ngx_list_init(&cycle->shared_memory, pool, n, sizeof(ngx_shm_zone_t))
          13:     != NGX_OK)
          14: {
          15:     ngx_destroy_pool(pool);
          16:     return NULL;
          17: }


                7） 根据old_cycle的listenning大小初始化listening（ngx_array_t）。

         

           1: n = old_cycle->listening.nelts ? old_cycle->listening.nelts : 10;
           2:  
           3: cycle->listening.elts = ngx_pcalloc(pool, n * sizeof(ngx_listening_t));
           4: if (cycle->listening.elts == NULL) {
           5:     ngx_destroy_pool(pool);
           6:     return NULL;
           7: }
           8:  
           9: cycle->listening.nelts = 0;
          10: cycle->listening.size = sizeof(ngx_listening_t);
          11: cycle->listening.nalloc = n;
          12: cycle->listening.pool = pool;


               8） 初始化conf_ctx（void ****）数组，大小是ngx_max_module，用于存储所有core module的配置结构信息。 

           1: cycle->conf_ctx = ngx_pcalloc(pool, ngx_max_module * sizeof(void *));
           2:    if (cycle->conf_ctx == NULL) {
           3:        ngx_destroy_pool(pool);
           4:        return NULL;
           5:    }

        9） 调用系统调用gethostname获取主机名，初始化hostname。

           1: if (gethostname(hostname, NGX_MAXHOSTNAMELEN) == -1) {
           2:      ngx_log_error(NGX_LOG_EMERG, log, ngx_errno, "gethostname() failed");
           3:      ngx_destroy_pool(pool);
           4:      return NULL;
           5:  }
           6:  
           7:  /* on Linux gethostname() silently truncates name that does not fit */
           8:  
           9:  hostname[NGX_MAXHOSTNAMELEN - 1] = '';
          10:  cycle->hostname.len = ngx_strlen(hostname);
          11:  
          12:  cycle->hostname.data = ngx_pnalloc(pool, cycle->hostname.len);
          13:  if (cycle->hostname.data == NULL) {
          14:      ngx_destroy_pool(pool);
          15:      return NULL;
          16:  }
          17:  
          18:  ngx_strlow(cycle->hostname.data, (u_char *) hostname, cycle->hostname.len);
                 10）调用所有core module的create_conf回调函数创建该core module的配置信息结构，并且更新cycle->conf_ctx数组，

                 nginx的core module主要有：

                        ngx_core_module（core/nginx.c）

                        ngx_http_module（http/ngx_http.c）

                        ngx_events_module（event/ngx_event.c）

                        ngx_errlog_module（core/ngx_log.c）

                        ngx_mail_module（mail/ngx_mail.c）

                        ngx_openssl_module（event/ngx_event_openssl.c）

                        ngx_google_perftools_module（misc/ngx_google_perftools_module.c）

                只有ngx_core_module和ngx_google_perftools_module两个模块有定义create_conf，而ngx_google_perftools_module仅用于性能测试，所以真正使用时只有ngx_core_module有create_conf回调函数。这个会调用函数会创建ngx_core_conf_t结构，用于存储整个配置文件main scope范围内的信息，比如worker_processes，worker_cpu_affinity等。

           1: for (i = 0; ngx_modules[i]; i++) {
           2:     if (ngx_modules[i]->type != NGX_CORE_MODULE) {
           3:         continue;
           4:     }
           5:  
           6:     module = ngx_modules[i]->ctx;
           7:  
           8:     if (module->create_conf) {
           9:         rv = module->create_conf(cycle);
          10:         if (rv == NULL) {
          11:             ngx_destroy_pool(pool);
          12:             return NULL;
          13:         }
          14:         cycle->conf_ctx[ngx_modules[i]->index] = rv;
          15:     }
          16: }

        11）初始化ngx_conf_t，用于解析配置文件并保存解析出来的信息。args是配置文件中指令的信息的数组，args[0]是指令名，args[1] - args[n]是指令的参数，参数个数需要根据ngx_commond_t的type属性做校验。ngx_conf_t中的module_type和cmd_type用于控制解析什么类型的指令，module_type表示只解析该类型模块包含的指令，cmd_type表示将要解析的指令的类型，也就是说只有符合module_type和cmd_type的指令才会被解析。比如module_type取NGX_HTTP_MODULE，而cmd_type取NGX_HTTP_SRV_CONF，那么在一次配置文件解析中，只会对http module的server块的指令进行解析。

           1: ngx_memzero(&conf, sizeof(ngx_conf_t));
           2: /* STUB: init array ? */
           3: conf.args = ngx_array_create(pool, 10, sizeof(ngx_str_t));
           4: if (conf.args == NULL) {
           5:     ngx_destroy_pool(pool);
           6:     return NULL;
           7: }
           8:  
           9: conf.temp_pool = ngx_create_pool(NGX_CYCLE_POOL_SIZE, log);
          10: if (conf.temp_pool == NULL) {
          11:     ngx_destroy_pool(pool);
          12:     return NULL;
          13: }
          14:  
          15:  
          16: conf.ctx = cycle->conf_ctx;
          17: conf.cycle = cycle;
          18: conf.pool = pool;
          19: conf.log = log;
          20: conf.module_type = NGX_CORE_MODULE;
          21: conf.cmd_type = NGX_MAIN_CONF;

        12）  对通过nginx -g xxx 设置的全局配置指令初始化、解析。

           1: if (ngx_conf_param(&conf) != NGX_CONF_OK) {
           2:     environ = senv;
           3:     ngx_destroy_cycle_pools(&conf);
           4:     return NULL;
           5: }

        13）解析配置文件。配置文件的解析类似一棵树的遍历，nginx中的指令分为块指令和普通指令，每个块指令对应一棵子树，比如http块和event块。由这些块指令负责调用ngx_conf_parse函数解析块内部的指令。配置文件的具体分析会另开一片文章，这里忽略这些细节。在ngx_conf_parse函数返回后，整个配置文件解析完毕，所有模块的指令已经初始化，也就意味着所有模块基本上都初始化完，实际上ngx_conf_parse函数后面隐藏了大量的信息，包括http模块的初始化和事件模块的初始化。关于http的初始化我们后面再详细描述，这里接着讲述ngx_init_cycle。

           1: if (ngx_conf_parse(&conf, &cycle->conf_file) != NGX_CONF_OK) {
           2:     environ = senv;
           3:     ngx_destroy_cycle_pools(&conf);
           4:     return NULL;
           5: }

        14）初始化所有core module模块的config结构调用ngx_core_module_t的init_conf 。在所有core module中，只有ngx_core_module有init_conf回调，用于对ngx_core_conf_t中没有配置的字段设置默认值。

           1: for (i = 0; ngx_modules[i]; i++) {
           2:     if (ngx_modules[i]->type != NGX_CORE_MODULE) {
           3:         continue;
           4:     }
           5:  
           6:     module = ngx_modules[i]->ctx;
           7:  
           8:     if (module->init_conf) {
           9:         if (module->init_conf(cycle, cycle->conf_ctx[ngx_modules[i]->index])
          10:             == NGX_CONF_ERROR)
          11:         {
          12:             environ = senv;
          13:             ngx_destroy_cycle_pools(&conf);
          14:             return NULL;
          15:         }
          16:     }
          17: }

        15） 创建nginx的pid文件。创建所有的文件路径、打开文件描述符以及创建共享内存。

           1: if (ngx_test_config) {
           2:  
           3:      if (ngx_create_pidfile(&ccf->pid, log) != NGX_OK) {
           4:          goto failed;
           5:      }
           6:  
           7:  } else if (!ngx_is_init_cycle(old_cycle)) {
           8:  
           9:      /*
          10:       * we do not create the pid file in the first ngx_init_cycle() call
          11:       * because we need to write the demonized process pid
          12:       */
          13:  
          14:      old_ccf = (ngx_core_conf_t *) ngx_get_conf(old_cycle->conf_ctx,
          15:                                                 ngx_core_module);
          16:      if (ccf->pid.len != old_ccf->pid.len
          17:          || ngx_strcmp(ccf->pid.data, old_ccf->pid.data) != 0)
          18:      {
          19:          /* new pid file name */
          20:  
          21:          if (ngx_create_pidfile(&ccf->pid, log) != NGX_OK) {
          22:              goto failed;
          23:          }
          24:  
          25:          ngx_delete_pidfile(old_cycle);
          26:      }
          27:  }
          28:  
          29:  
          30:  if (ngx_test_lockfile(cycle->lock_file.data, log) != NGX_OK) {
          31:      goto failed;
          32:  }
          33:  
          34:  
          35:  if (ngx_create_paths(cycle, ccf->user) != NGX_OK) {
          36:      goto failed;
          37:  }
          38:  
          39:  
          40:  if (ngx_log_open_default(cycle) != NGX_OK) {
          41:      goto failed;
          42:  }
          43:  
          44:  /* open the new files */
          45:  
          46:  part = &cycle->open_files.part;
          47:  file = part->elts;
          48:  
          49:  for (i = 0; /* void */ ; i++) {
          50:  
          51:      if (i >= part->nelts) {
          52:          if (part->next == NULL) {
          53:              break;
          54:          }
          55:          part = part->next;
          56:          file = part->elts;
          57:          i = 0;
          58:      }
          59:  
          60:      if (file[i].name.len == 0) {
          61:          continue;
          62:      }
          63:  
          64:      file[i].fd = ngx_open_file(file[i].name.data,
          65:                                 NGX_FILE_APPEND,
          66:                                 NGX_FILE_CREATE_OR_OPEN,
          67:                                 NGX_FILE_DEFAULT_ACCESS);
          68:  
          69:      ngx_log_debug3(NGX_LOG_DEBUG_CORE, log, 0,
          70:                     "log: %p %d "%s"",
          71:                     &file[i], file[i].fd, file[i].name.data);
          72:  
          73:      if (file[i].fd == NGX_INVALID_FILE) {
          74:          ngx_log_error(NGX_LOG_EMERG, log, ngx_errno,
          75:                        ngx_open_file_n " "%s" failed",
          76:                        file[i].name.data);
          77:          goto failed;
          78:      }
          79:  
          80:  !(NGX_WIN32)
          81:      if (fcntl(file[i].fd, F_SETFD, FD_CLOEXEC) == -1) {
          82:          ngx_log_error(NGX_LOG_EMERG, log, ngx_errno,
          83:                        "fcntl(FD_CLOEXEC) "%s" failed",
          84:                        file[i].name.data);
          85:          goto failed;
          86:      }
          87: dif
          88:  }
          89:  
          90:  cycle->log = &cycle->new_log;
          91:  pool->log = &cycle->new_log;
          92:  
          93:  
          94:  /* create shared memory */
          95:  
          96:  part = &cycle->shared_memory.part;
          97:  shm_zone = part->elts;
          98:  
          99:  for (i = 0; /* void */ ; i++) {
         100:  
         101:      if (i >= part->nelts) {
         102:          if (part->next == NULL) {
         103:              break;
         104:          }
         105:          part = part->next;
         106:          shm_zone = part->elts;
         107:          i = 0;
         108:      }
         109:  
         110:      if (shm_zone[i].shm.size == 0) {
         111:          ngx_log_error(NGX_LOG_EMERG, log, 0,
         112:                        "zero size shared memory zone "%V"",
         113:                        &shm_zone[i].shm.name);
         114:          goto failed;
         115:      }
         116:  
         117:      shm_zone[i].shm.log = cycle->log;
         118:  
         119:      opart = &old_cycle->shared_memory.part;
         120:      oshm_zone = opart->elts;
         121:  
         122:      for (n = 0; /* void */ ; n++) {
         123:  
         124:          if (n >= opart->nelts) {
         125:              if (opart->next == NULL) {
         126:                  break;
         127:              }
         128:              opart = opart->next;
         129:              oshm_zone = opart->elts;
         130:              n = 0;
         131:          }
         132:  
         133:          if (shm_zone[i].shm.name.len != oshm_zone[n].shm.name.len) {
         134:              continue;
         135:          }
         136:  
         137:          if (ngx_strncmp(shm_zone[i].shm.name.data,
         138:                          oshm_zone[n].shm.name.data,
         139:                          shm_zone[i].shm.name.len)
         140:              != 0)
         141:          {
         142:              continue;
         143:          }
         144:  
         145:          if (shm_zone[i].tag == oshm_zone[n].tag
         146:              && shm_zone[i].shm.size == oshm_zone[n].shm.size)
         147:          {
         148:              shm_zone[i].shm.addr = oshm_zone[n].shm.addr;
         149:  
         150:              if (shm_zone[i].init(&shm_zone[i], oshm_zone[n].data)
         151:                  != NGX_OK)
         152:              {
         153:                  goto failed;
         154:              }
         155:  
         156:              goto shm_zone_found;
         157:          }
         158:  
         159:          ngx_shm_free(&oshm_zone[n].shm);
         160:  
         161:          break;
         162:      }
         163:  
         164:      if (ngx_shm_alloc(&shm_zone[i].shm) != NGX_OK) {
         165:          goto failed;
         166:      }
         167:  
         168:      if (ngx_init_zone_pool(cycle, &shm_zone[i]) != NGX_OK) {
         169:          goto failed;
         170:      }
         171:  
         172:      if (shm_zone[i].init(&shm_zone[i], NULL) != NGX_OK) {
         173:          goto failed;
         174:      }
         175:  
         176:  shm_zone_found:
         177:  
         178:      continue;
         179:  }

        16）处理监听socket的，如果监听地址相同的话，则把新、旧cycle的监听socket合并

           1: if (old_cycle->listening.nelts) {
           2:         ls = old_cycle->listening.elts;
           3:         for (i = 0; i < old_cycle->listening.nelts; i++) {
           4:             ls[i].remain = 0;
           5:         }
           6:  
           7:         nls = cycle->listening.elts;
           8:         for (n = 0; n < cycle->listening.nelts; n++) {
           9:  
          10:             for (i = 0; i < old_cycle->listening.nelts; i++) {
          11:                 if (ls[i].ignore) {
          12:                     continue;
          13:                 }
          14:  
          15:                 if (ngx_cmp_sockaddr(nls[n].sockaddr, nls[n].socklen,
          16:                                      ls[i].sockaddr, ls[i].socklen, 1)
          17:                     == NGX_OK)
          18:                 {
          19:                     nls[n].fd = ls[i].fd;
          20:                     nls[n].previous = &ls[i];
          21:                     ls[i].remain = 1;
          22:  
          23:                     if (ls[i].backlog != nls[n].backlog) {
          24:                         nls[n].listen = 1;
          25:                     }
          26:                     break;
          27:                 }
          28:             }
          29:  
          30:             if (nls[n].fd == (ngx_socket_t) -1) {
          31:                 nls[n].open = 1;
          32:  
          33:             }
          34:         }
          35:  
          36:     } else {
          37:         ls = cycle->listening.elts;
          38:         for (i = 0; i < cycle->listening.nelts; i++) {
          39:             ls[i].open = 1;
          40:  
          41:         }
          42:     }

        17）打开所有的监听socket，具体过程和用socket编程时是一样的，调用socket创建套接字 -> 调用setsockopt设置成可重用socket -> 设置成非阻塞socket -> 调用bind绑定要监听的socket地址 -> 调用listen转化成监听socket。

           1: if (ngx_open_listening_sockets(cycle) != NGX_OK) {
           2:       goto failed;
           3:   }

        18）  根据cycle配置所有的监听socket，包括设置监听socket的接收缓冲区大小、发送缓冲区大小以及accept filter等

           1: if (!ngx_test_config) {
           2:     ngx_configure_listening_sockets(cycle);
           3: }

        19）  调用所有模块的init_module回调函数，进行模块的初始化动作。

           1: for (i = 0; ngx_modules[i]; i++) {
           2:     if (ngx_modules[i]->init_module) {
           3:         if (ngx_modules[i]->init_module(cycle) != NGX_OK) {
           4:             /* fatal */
           5:             exit(1);
           6:         }
           7:     }
           8: }

        20) ngx_init_cycle最后部分代码主要就是释放多余的资源，包括关闭共享内存、监听socket已经打开的文件等，然后ngx_init_cycle正常返回

           1: /* close and delete stuff that lefts from an old cycle */
           2:  
           3:    /* free the unnecessary shared memory */
           4:  
           5:    opart = &old_cycle->shared_memory.part;
           6:    oshm_zone = opart->elts;
           7:  
           8:    for (i = 0; /* void */ ; i++) {
           9:  
          10:        if (i >= opart->nelts) {
          11:            if (opart->next == NULL) {
          12:                goto old_shm_zone_done;
          13:            }
          14:            opart = opart->next;
          15:            oshm_zone = opart->elts;
          16:            i = 0;
          17:        }
          18:  
          19:        part = &cycle->shared_memory.part;
          20:        shm_zone = part->elts;
          21:  
          22:        for (n = 0; /* void */ ; n++) {
          23:  
          24:            if (n >= part->nelts) {
          25:                if (part->next == NULL) {
          26:                    break;
          27:                }
          28:                part = part->next;
          29:                shm_zone = part->elts;
          30:                n = 0;
          31:            }
          32:  
          33:            if (oshm_zone[i].shm.name.len == shm_zone[n].shm.name.len
          34:                && ngx_strncmp(oshm_zone[i].shm.name.data,
          35:                               shm_zone[n].shm.name.data,
          36:                               oshm_zone[i].shm.name.len)
          37:                == 0)
          38:            {
          39:                goto live_shm_zone;
          40:            }
          41:        }
          42:  
          43:        ngx_shm_free(&oshm_zone[i].shm);
          44:  
          45:    live_shm_zone:
          46:  
          47:        continue;
          48:    }
          49:  
          50: ld_shm_zone_done:
          51:  
          52:  
          53:    /* close the unnecessary listening sockets */
          54:  
          55:    ls = old_cycle->listening.elts;
          56:    for (i = 0; i < old_cycle->listening.nelts; i++) {
          57:  
          58:        if (ls[i].remain || ls[i].fd == (ngx_socket_t) -1) {
          59:            continue;
          60:        }
          61:  
          62:        if (ngx_close_socket(ls[i].fd) == -1) {
          63:            ngx_log_error(NGX_LOG_EMERG, log, ngx_socket_errno,
          64:                          ngx_close_socket_n " listening socket on %V failed",
          65:                          &ls[i].addr_text);
          66:        }
          67:    }
          68:  
          69:  
          70:    /* close the unnecessary open files */
          71:  
          72:    part = &old_cycle->open_files.part;
          73:    file = part->elts;
          74:  
          75:    for (i = 0; /* void */ ; i++) {
          76:  
          77:        if (i >= part->nelts) {
          78:            if (part->next == NULL) {
          79:                break;
          80:            }
          81:            part = part->next;
          82:            file = part->elts;
          83:            i = 0;
          84:        }
          85:  
          86:        if (file[i].fd == NGX_INVALID_FILE || file[i].fd == ngx_stderr) {
          87:            continue;
          88:        }
          89:  
          90:        if (ngx_close_file(file[i].fd) == NGX_FILE_ERROR) {
          91:            ngx_log_error(NGX_LOG_EMERG, log, ngx_errno,
          92:                          ngx_close_file_n " "%s" failed",
          93:                          file[i].name.data);
          94:        }
          95:    }
          96:  
          97:    ngx_destroy_pool(conf.temp_pool);
          98:  
          99:    if (ngx_process == NGX_PROCESS_MASTER || ngx_is_init_cycle(old_cycle)) {
         100:  
         101:        /*
         102:         * perl_destruct() frees environ, if it is not the same as it was at
         103:         * perl_construct() time, therefore we save the previous cycle
         104:         * environment before ngx_conf_parse() where it will be changed.
         105:         */
         106:  
         107:        env = environ;
         108:        environ = senv;
         109:  
         110:        ngx_destroy_pool(old_cycle->pool);
         111:        cycle->old_cycle = NULL;
         112:  
         113:        environ = env;
         114:  
         115:        return cycle;
         116:    }
         117:  
         118:  
         119:    if (ngx_temp_pool == NULL) {
         120:        ngx_temp_pool = ngx_create_pool(128, cycle->log);
         121:        if (ngx_temp_pool == NULL) {
         122:            ngx_log_error(NGX_LOG_EMERG, cycle->log, 0,
         123:                          "could not create ngx_temp_pool");
         124:            exit(1);
         125:        }
         126:  
         127:        n = 10;
         128:        ngx_old_cycles.elts = ngx_pcalloc(ngx_temp_pool,
         129:                                          n * sizeof(ngx_cycle_t *));
         130:        if (ngx_old_cycles.elts == NULL) {
         131:            exit(1);
         132:        }
         133:        ngx_old_cycles.nelts = 0;
         134:        ngx_old_cycles.size = sizeof(ngx_cycle_t *);
         135:        ngx_old_cycles.nalloc = n;
         136:        ngx_old_cycles.pool = ngx_temp_pool;
         137:  
         138:        ngx_cleaner_event.handler = ngx_clean_old_cycles;
         139:        ngx_cleaner_event.log = cycle->log;
         140:        ngx_cleaner_event.data = &dumb;
         141:        dumb.fd = (ngx_socket_t) -1;
         142:    }
         143:  
         144:    ngx_temp_pool->log = cycle->log;
         145:  
         146:    old = ngx_array_push(&ngx_old_cycles);
         147:    if (old == NULL) {
         148:        exit(1);
         149:    }
         150:    *old = old_cycle;
         151:  
         152:    if (!ngx_cleaner_event.timer_set) {
         153:        ngx_add_timer(&ngx_cleaner_event, 30000);
         154:        ngx_cleaner_event.timer_set = 1;
         155:    }
         156:  
         157:    return cycle;
         158:  
         159:  
         160: ailed:
         161:  
         162:    if (!ngx_is_init_cycle(old_cycle)) {
         163:        old_ccf = (ngx_core_conf_t *) ngx_get_conf(old_cycle->conf_ctx,
         164:                                                   ngx_core_module);
         165:        if (old_ccf->environment) {
         166:            environ = old_ccf->environment;
         167:        }
         168:    }
         169:  
         170:    /* rollback the new cycle configuration */
         171:  
         172:    part = &cycle->open_files.part;
         173:    file = part->elts;
         174:  
         175:    for (i = 0; /* void */ ; i++) {
         176:  
         177:        if (i >= part->nelts) {
         178:            if (part->next == NULL) {
         179:                break;
         180:            }
         181:            part = part->next;
         182:            file = part->elts;
         183:            i = 0;
         184:        }
         185:  
         186:        if (file[i].fd == NGX_INVALID_FILE || file[i].fd == ngx_stderr) {
         187:            continue;
         188:        }
         189:  
         190:        if (ngx_close_file(file[i].fd) == NGX_FILE_ERROR) {
         191:            ngx_log_error(NGX_LOG_EMERG, log, ngx_errno,
         192:                          ngx_close_file_n " "%s" failed",
         193:                          file[i].name.data);
         194:        }
         195:    }
         196:  
         197:    if (ngx_test_config) {
         198:        ngx_destroy_cycle_pools(&conf);
         199:        return NULL;
         200:    }
         201:  
         202:    ls = cycle->listening.elts;
         203:    for (i = 0; i < cycle->listening.nelts; i++) {
         204:        if (ls[i].fd == (ngx_socket_t) -1 || !ls[i].open) {
         205:            continue;
         206:        }
         207:  
         208:        if (ngx_close_socket(ls[i].fd) == -1) {
         209:            ngx_log_error(NGX_LOG_EMERG, log, ngx_socket_errno,
         210:                          ngx_close_socket_n " %V failed",
         211:                          &ls[i].addr_text);
         212:        }
         213:    }
         214:  
         215:    ngx_destroy_cycle_pools(&conf);
        -

        Echo Chen：Blog.csdn.net/chen19870707
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  • 原文地址：https://www.cnblogs.com/softidea/p/5100189.html
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