nginx處理http請求實例詳解
本文在這基礎(chǔ)上分析nginx服務(wù)器收到http請求行、請求頭部后,http框架是如何調(diào)度各個http模塊共同完成這個http請求。例如: http框架調(diào)度靜態(tài)模塊,獲取服務(wù)器目錄下的某個html頁面返回給客戶端; 或者h(yuǎn)ttp框架調(diào)度access權(quán)限訪問模塊,判斷這個客戶端是否有權(quán)限訪問服務(wù)器。
一、event事件與http框架的交互
在接收完http請求行、http請求頭部后,會調(diào)用ngx_http_process_request這個函數(shù)開始處理http請求。因為一個http請求由11個處理階段組成,而每一個處理階段都允許多個http模塊介入,因此在這個函數(shù)中,將調(diào)度各個階段的http模塊共同完成這個請求。
//接收到http請求行與請求頭后,http的處理流程,是第一個http處理請求的讀事件回調(diào) //這個函數(shù)執(zhí)行后,將把讀寫事件的回調(diào)設(shè)置為ngx_http_request_handler。這樣下次再有事件時 //將調(diào)用ngx_http_request_handler函數(shù)來處理,而不會再調(diào)用ngx_http_process_request了 static void ngx_http_process_request(ngx_http_request_t *r) { ngx_connection_t *c; c = r->connection; //因為已經(jīng)接收完http請求行、請求頭部了,準(zhǔn)備調(diào)用各個http模塊處理請求了。 //因此需要接收任何來自客戶端的讀事件,也就不存在接收http請求頭部超時問題 if (c->read->timer_set) { ngx_del_timer(c->read); } //重新設(shè)置當(dāng)前連接的讀寫事件回調(diào) c->read->handler = ngx_http_request_handler; c->write->handler = ngx_http_request_handler; //設(shè)置http請求對象的讀事件回調(diào),這個回調(diào)不做任何的事情。 //那http請求對象的讀事件回調(diào),與上面的連接對應(yīng)的讀事件回調(diào)有什么關(guān)系呢? //當(dāng)讀事件發(fā)生后,連接對應(yīng)的讀事件回調(diào)ngx_http_request_handler會被調(diào)用, //在這個回調(diào)內(nèi)會調(diào)用http請求對象的讀事件回調(diào)ngx_http_block_reading,而這個回調(diào)是 //不會做任何事件的,因此相當(dāng)于忽略了讀事件。因為已經(jīng)接收完了請求行請求頭,現(xiàn)在要做的是調(diào)用各個http模塊, //對接收到的請求行請求頭進(jìn)行處理 r->read_event_handler = ngx_http_block_reading; //調(diào)用各個http模塊協(xié)同處理這個請求 ngx_http_handler(r); //處理子請求 ngx_http_run_posted_requests(c); }
ngx_http_process_request函數(shù)只會被調(diào)用一次。如果一次調(diào)度并不能處理完11個http階段,那會將連接對象對應(yīng)的讀事件、寫事件回調(diào)設(shè)置為ngx_http_request_handler。而請求對象的讀事件設(shè)置為ngx_http_block_reading, 請求對象的寫事件回調(diào)設(shè)置為ngx_http_core_run_phases, 這個回調(diào)在ngx_http_handler內(nèi)設(shè)置。這樣在事件再次到來時不會調(diào)用
ngx_http_process_request函數(shù)處理了。那event事件模塊的讀寫事件回調(diào)與http請求對象的讀寫事件回調(diào)有什么關(guān)系呢?
//http請求處理讀與寫事件的回調(diào),在ngx_http_process_request函數(shù)中設(shè)置。 //這個函數(shù)中將會調(diào)用http請求對象的讀寫事件回調(diào)。將event事件模塊與http框架關(guān)聯(lián)起來 static void ngx_http_request_handler(ngx_event_t *ev) { //如果同時發(fā)生讀寫事件,則只有寫事件才會觸發(fā)。寫事件優(yōu)先級更高 if (ev->write) { r->write_event_handler(r); //在函數(shù)ngx_http_handler設(shè)置為:ngx_http_core_run_phases } else { r->read_event_handler(r); //在函數(shù)ngx_http_process_request設(shè)置為:ngx_http_block_reading } //處理子請求 ngx_http_run_posted_requests(c); }
可以看到,連接對象的讀事件回調(diào)中,會調(diào)用http請求對象的讀事件回調(diào)。連接對象的寫事件回調(diào)會調(diào)用http請求對象的寫事件回調(diào)。

圖中可看出,在event的讀事件發(fā)生時,epoll返回后會調(diào)用讀事件的回調(diào)ngx_http_request_handler。在這個讀事件回調(diào)中,又會調(diào)用http框架,也就是http請求對象的讀事件回調(diào)ngx_http_block_reading,這個http請求對象的讀事件回調(diào)是不做任何事情的,相當(dāng)于忽略讀事件。因此http框架將會返回到事件模塊。那為什么要忽略讀事件呢?因為http請求行、請求頭部都已經(jīng)全部接收完成了, 現(xiàn)在要做的是調(diào)度各個http模塊共同協(xié)作,完成對接收到的請求行,請求頭部的處理。因此不需要接收來自客戶端任何數(shù)據(jù)了。

對于寫事件的處理就復(fù)雜多了, 在event的寫事件發(fā)生時,epoll返回后會調(diào)用寫事件的回調(diào)ngx_http_request_handler,在這個寫事件回調(diào)中,又會調(diào)用http框架,也就是http請求對象的寫事件回調(diào)ngx_http_core_run_phases。這個http框架的回調(diào)會調(diào)度介入11個請求階段的各個http模塊的hander方法,共同完成http請求。
二、調(diào)度http模塊處理請求
在上面代碼中,會調(diào)度ngx_http_core_run_phases這個函數(shù),使得各個http模塊能介入到http請求中來。而這個函數(shù)是在ngx_http_handler設(shè)置的。
//調(diào)用各個http模塊協(xié)同處理這個請求 void ngx_http_handler(ngx_http_request_t *r) { //不需要進(jìn)行內(nèi)部跳轉(zhuǎn)。什么是內(nèi)部跳轉(zhuǎn)? 例如有個location結(jié)構(gòu),里面的 // if (!r->internal) { //將數(shù)組序號設(shè)為0,表示從數(shù)組第一個元素開始處理http請求 //這個下標(biāo)很重要,決定了當(dāng)前要處理的是11個階段中的哪一個階段, //以及由這個階段的哪個http模塊處理請求 r->phase_handler = 0; } else { //需要做內(nèi)部跳轉(zhuǎn) cmcf = ngx_http_get_module_main_conf(r, ngx_http_core_module); //將序號設(shè)置為server_rewrite_index r->phase_handler = cmcf->phase_engine.server_rewrite_index; } //設(shè)置請求對象的寫事件回調(diào),這個回調(diào)將會調(diào)度介入11個http階段的各個http模塊 //共同完成對請求的處理 r->write_event_handler = ngx_http_core_run_phases; //開始調(diào)度介入11個http階段的各個http模塊 ngx_http_core_run_phases(r); }
而ngx_http_core_run_phases函數(shù)就很簡單了,調(diào)度介入11個http處理階段的所有http模塊的checker方法。
//調(diào)用各個http模塊協(xié)同處理這個請求, checker函數(shù)內(nèi)部會修改phase_handler void ngx_http_core_run_phases(ngx_http_request_t *r) { cmcf = ngx_http_get_module_main_conf(r, ngx_http_core_module); ph = cmcf->phase_engine.handlers; //調(diào)用各個http模塊的checker方法,使得各個http模塊可以介入http請求 while (ph[r->phase_handler].checker) { rc = ph[r->phase_handler].checker(r, &ph[r->phase_handler]); //從http模塊返回NGX_OK,http框架則會把控制全交還給事件模塊 if (rc == NGX_OK) { return; } }
假設(shè)階段2有三個http模塊介入了http請求, 階段3有一個模塊介入了http請求、階段4也有一個模塊介入了請求。當(dāng)開始處理階段2時,將調(diào)用階段2中的所有http模塊進(jìn)行處理,此時phase_handler指向階段2的開始位置。之后每處理完階段2中的一個模塊時,phase_handler指向階段2的下一個模塊,直到階段2處理完成。
當(dāng)階段2中的所有http模塊都處理完成時,phase_handler將指向階段3
因階段3只有一個http模塊,因此當(dāng)階段3中的所有http模塊都處理完成時,phase_handler將指向階段4
那這個handlers數(shù)組是什么時候創(chuàng)建的呢? 每一個http模塊的checker回調(diào)又是做什么呢? 接下來將分析這兩個問題
三、11個http請求階段數(shù)組創(chuàng)建
在解析nginx.conf配置文件時,解析到http塊時,會調(diào)用ngx_http_block這個函數(shù)開始解析http塊。在這個函數(shù)中,也會把所有需要介入到11個http請求階段的http模塊,注冊到數(shù)組中。
//開始解析http塊 static char * ngx_http_block(ngx_conf_t *cf, ngx_command_t *cmd, void *conf) { //http配置解析完成后的后續(xù)處理,使得各個http模塊可以介入到11個http階段 for (m = 0; ngx_modules[m]; m++) { if (ngx_modules[m]->type != NGX_HTTP_MODULE) { continue; } module = ngx_modules[m]->ctx; if (module->postconfiguration) { //每一個http模塊的在這個postconfiguration函數(shù)中,都可以把自己注冊到11個http階段 if (module->postconfiguration(cf) != NGX_OK) { return NGX_CONF_ERROR; } } } }
例如ngx_http_static_module靜態(tài)模塊,會將自己介入11個http階段的NGX_HTTP_CONTENT_PHASE階段回調(diào)設(shè)置為ngx_http_static_handler
//靜態(tài)模塊將自己注冊到11個http請求階段中的NGX_HTTP_CONTENT_PHASE階段 static ngx_int_t ngx_http_static_init(ngx_conf_t *cf) { cmcf = ngx_http_conf_get_module_main_conf(cf, ngx_http_core_module); h = ngx_array_push(&cmcf->phases[NGX_HTTP_CONTENT_PHASE].handlers); //靜態(tài)模塊在NGX_HTTP_CONTENT_PHASE階段的處理方法 *h = ngx_http_static_handler; return NGX_OK; }
例如: ngx_http_access_module訪問權(quán)限模塊,會將自己介入11個http階段的NGX_HTTP_ACCESS_PHASE階段回調(diào)設(shè)置為ngx_http_access_handler
//訪問權(quán)限模塊將自己注冊到11個http請求階段中的NGX_HTTP_ACCESS_PHASE階段 static ngx_int_t ngx_http_access_init(ngx_conf_t *cf) { cmcf = ngx_http_conf_get_module_main_conf(cf, ngx_http_core_module); h = ngx_array_push(&cmcf->phases[NGX_HTTP_ACCESS_PHASE].handlers); //訪問權(quán)限模塊在NGX_HTTP_ACCESS_PHASE階段的處理方法 *h = ngx_http_access_handler; return NGX_OK; }
上面的這些操作,只是把需要介入到11個http階段的http模塊保存到了ngx_http_core_main_conf_t中的phases成員中,并沒有保存到phase_engine中。那什么時候?qū)hases的內(nèi)容保存到phase_engine中呢? 還是在ngx_http_block函數(shù)中完成
//開始解析http塊 static char * ngx_http_block(ngx_conf_t *cf, ngx_command_t *cmd, void *conf) { //初始化請求的各個階段 if (ngx_http_init_phase_handlers(cf, cmcf) != NGX_OK) { return NGX_CONF_ERROR; } }
假設(shè)階段1有一個http模塊介入請求,階段2有三個http模塊介入請求、階段3也有一個http模塊介入請求。則ngx_http_init_phase_handlers這個函數(shù)調(diào)用后,從ngx_http_phase_t phases[11]數(shù)組轉(zhuǎn)換到ngx_http_phase_handler_t handlers數(shù)組的過程如下圖所示:
//初始化請求的各個階段 static ngx_int_t ngx_http_init_phase_handlers(ngx_conf_t *cf, ngx_http_core_main_conf_t *cmcf) { //11個http請求階段,每一個階段都可以有多個http模塊介入。 //這里統(tǒng)計11個節(jié)點一共有多個少http模塊。以便下面開辟空間 for (i = 0; i < NGX_HTTP_LOG_PHASE; i++) { n += cmcf->phases[i].handlers.nelts; } //開辟空間,存放介入11個處理階段的所有http模塊的回調(diào) ph = ngx_pcalloc(cf->pool,n * sizeof(ngx_http_phase_handler_t) + sizeof(void *)); cmcf->phase_engine.handlers = ph; n = 0; //對于每一個http處理階段,給該階段中所有介入的http模塊賦值 for (i = 0; i < NGX_HTTP_LOG_PHASE; i++) { h = cmcf->phases[i].handlers.elts; switch (i) { case NGX_HTTP_SERVER_REWRITE_PHASE://根據(jù)請求的uri查找location之前,修改請求的uri階段 if (cmcf->phase_engine.server_rewrite_index == (ngx_uint_t) -1) { cmcf->phase_engine.server_rewrite_index = n; //重定向模塊在數(shù)組中的位置 } checker = ngx_http_core_rewrite_phase; //每一個階段的checker回調(diào) break; case NGX_HTTP_FIND_CONFIG_PHASE://根據(jù)請求的uri查找location階段(只能由http框架實現(xiàn)) find_config_index = n; ph->checker = ngx_http_core_find_config_phase; n++; ph++; continue; case NGX_HTTP_REWRITE_PHASE: //根據(jù)請求的rui查找location之后,修改請求的uri階段 if (cmcf->phase_engine.location_rewrite_index == (ngx_uint_t) -1) { cmcf->phase_engine.location_rewrite_index = n; } checker = ngx_http_core_rewrite_phase; break; case NGX_HTTP_POST_REWRITE_PHASE: //NGX_HTTP_REWRITE_PHASE階段修改rul后,防止遞歸修改uri導(dǎo)致死循環(huán)階段 if (use_rewrite) { ph->checker = ngx_http_core_post_rewrite_phase; ph->next = find_config_index;//目的是為了地址重寫后,跳轉(zhuǎn)到NGX_HTTP_FIND_CONFIG_PHASE階段,根據(jù) //url重寫查找location n++; ph++; } continue; case NGX_HTTP_ACCESS_PHASE: //是否允許訪問服務(wù)器階段 checker = ngx_http_core_access_phase; n++; break; case NGX_HTTP_POST_ACCESS_PHASE: //根據(jù)NGX_HTTP_ACCESS_PHASE階段的錯誤碼,給客戶端構(gòu)造響應(yīng)階段 if (use_access) { ph->checker = ngx_http_core_post_access_phase; ph->next = n; ph++; } continue; case NGX_HTTP_TRY_FILES_PHASE: //try_file階段 if (cmcf->try_files) { ph->checker = ngx_http_core_try_files_phase; n++; ph++; } continue; case NGX_HTTP_CONTENT_PHASE: //處理http請求內(nèi)容階段,大部分http模塊最愿意介入的階段 checker = ngx_http_core_content_phase; break; default: //NGX_HTTP_POST_READ_PHASE, //NGX_HTTP_PREACCESS_PHASE, //NGX_HTTP_LOG_PHASE三個階段的checker方法 checker = ngx_http_core_generic_phase; } n += cmcf->phases[i].handlers.nelts; //每一個階段中所介入的所有http模塊,同一個階段中的所有http模塊有唯一的checker回調(diào), //但handler回調(diào)每一個模塊自己實現(xiàn) for (j = cmcf->phases[i].handlers.nelts - 1; j >=0; j--) { ph->checker = checker; ph->handler = h[j]; ph->next = n; ph++; } } return NGX_OK; }
四、http階段的checker回調(diào)
在11個http處理階段中,每一個階段都有一個checker函數(shù),當(dāng)然有些階段的checker函數(shù)是相同的。對每一個處理階段,介入這個階段的所有http模塊都共用同一個checker函數(shù)。這些checker函數(shù)的作用是調(diào)度介入這個階段的所有http模塊的handler方法,或者切換到一下個http請求階段。下面分析下NGX_HTTP_POST_READ_PHASE,NGX_HTTP_PREACCESS_PHASE,NGX_HTTP_LOG_PHASE三個階段的checker方法。
//NGX_HTTP_POST_READ_PHASE, //NGX_HTTP_PREACCESS_PHASE, //NGX_HTTP_LOG_PHASE三個階段的checker方法 //返回值: NGX_OK,http框架會將控制權(quán)交還給epoll模塊 ngx_int_t ngx_http_core_generic_phase(ngx_http_request_t *r,ngx_http_phase_handler_t *ph) { ngx_int_t rc; //調(diào)用http模塊的處理方法,這樣這個http模塊就介入到了這個請求階段 rc = ph->handler(r); //跳轉(zhuǎn)到下一個http階段執(zhí)行 if (rc == NGX_OK) { r->phase_handler = ph->next; return NGX_AGAIN; } //執(zhí)行本階段的下一個http模塊 if (rc == NGX_DECLINED) { r->phase_handler++; return NGX_AGAIN; } //表示剛執(zhí)行的handler無法在這一次調(diào)度中處理完這一個階段, //需要多次調(diào)度才能完成 if (rc == NGX_AGAIN || rc == NGX_DONE) { return NGX_OK; } //返回出錯 /* rc == NGX_ERROR || rc == NGX_HTTP_... */ ngx_http_finalize_request(r, rc); return NGX_OK; }
到此http框架調(diào)度各個http模塊共同完成http請求已經(jīng)分析完了,
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