Nginx進程調(diào)度問題詳解

更新時間：2021年09月18日 14:55:21 作者：Nginx進程調(diào)度

Nginx采用的是固定數(shù)量的多進程模型，由一個主進程（MasterProcess）和數(shù)量與主機CPU核數(shù)相同的工作進程協(xié)同處理各種事件。這篇文章主要介紹了Nginx進程調(diào)度問題,需要的朋友可以參考下

Nginx采用的是固定數(shù)量的多進程模型，由一個主進程（MasterProcess）和數(shù)量與主機CPU核數(shù)相同的工作進程協(xié)同處理各種事件。

主管理進程負責工作進程的配置加載、啟停等操作，工作進程負責處理具體請求。進程間的資源都是獨立的，每個工作進程處理多個連接，每個連接由一個工作進程全權(quán)處理，不需要進行進程切換，也就不會產(chǎn)生由進程切換引起的資源消耗問題。默認配置下，工作進程的數(shù)量與主機CPU核數(shù)相同，充分利用CPU和進程的親緣性（affinity）將工作進程與CPU綁定，從而最大限度地發(fā)揮多核CPU的處理能力。

Nginx主進程負責監(jiān)聽外部控制信號，通過頻道機制將相關(guān)信號操作傳遞給工作進程，多個工作進程間通過共享內(nèi)存來共享數(shù)據(jù)和信息。

Tips：進程親緣性(affinity)，使進程或線程在指定的CPU（核）上運行。

Nginx的工作進程有如下幾種調(diào)度方式：

無調(diào)度模式：所有工作進程都會在連接事件被觸發(fā)時爭相與客戶端建立連接，建立連接成功則開始處理客戶端請求。無調(diào)度模式下所有進程都會爭搶資源，但最終只有一個進程可以與客戶端建立連接，對于系統(tǒng)而言這將在瞬間產(chǎn)生大量的資源消耗，這就是所謂的驚群現(xiàn)象。
互斥鎖模式：每個工作進程都會周期性地爭搶互斥鎖，一旦某個工作進程搶到互斥鎖，就表示其擁有接收HTTP建立連接事件的處理權(quán)，并將當前進程的socket監(jiān)聽注入事件引擎（如epoll）中，接收外部的連接事件。其他工作進程只能繼續(xù)處理已經(jīng)建立連接的讀寫事件，并周期性地輪詢查看互斥鎖的狀態(tài)，只有互斥鎖被釋放后工作進程才可以搶占互斥鎖，獲取HTTP建立連接事件的處理權(quán)。當工作進程最大連接數(shù)的1/8與該進程可用連接（free_connection）的差大于或等于1時，則放棄本輪爭搶互斥鎖的機會，不再接收新的連接請求，只處理已建立連接的讀寫事件。互斥鎖模式有效地避免了驚群現(xiàn)象，對于大量HTTP的短連接，該機制有效避免了因工作進程爭搶事件處理權(quán)而產(chǎn)生的資源消耗。但對于大量啟用長連接方式的HTTP連接，互斥鎖模式會將壓力集中在少數(shù)工作進程上，進而因工作進程負載不均而導致QPS下降。
套接字分片：套接字分片是由內(nèi)核提供的一種分配機制，該機制允許每個工作進程都有一組相同的監(jiān)聽套接字。當有外部連接請求時，由內(nèi)核決定哪個工作進程的套接字監(jiān)聽可以接收連接。這有效避免了驚群現(xiàn)象的發(fā)生，相比互斥鎖機制提高了多核系統(tǒng)的性能。該功能需要在配置listen指令時啟用reuseport參數(shù)。