Nginx高性能架构详解(图文全面总结)

Nginx高性能架构

Nginx 之所以能在众多 Web 服务器中脱颖而出,成为高性能的代表,并非偶然。

Nginx高性能架构详解(图文全面总结)-mikechen

Nginx以高并发处理能力和低资源消耗著称,这得益于其精心设计的架构、和一系列关键技术。

比如:关键在于其多进程Master-Worker架构、事件驱动机制、异步非阻塞I/O模型。

以及高效的并发连接处理能力,这些设计使Nginx能够在处理大量并发请求时保持极高的性能。

 

Master-Worker架构

Nginx 采用的是一种非常经典而又高效的多进程模型 —— Master-Worker架构

如下图所示:

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[Master Process]  
    |  
    +-- [Worker Process 1]  
    +-- [Worker Process 2]  
    +-- [Worker Process 3]  
    +-- ...

Master进程:负责管理整个Nginx服务的生命周期,包括读取配置文件、启动和监控Worker进程、平滑重启和热部署等。

Worker进程:负责实际的请求处理,包括接收客户端连接、读取请求数据、处理业务逻辑、返回响应等。

可以根据服务器的 CPU 核心数、和负载情况,配置 Worker 进程的数量。

通常建议将 Worker 进程的数量设置为 CPU 核心数或其倍数,以充分利用多核处理器的能力。

 

事件驱动机制

Nginx 能够高效处理大量并发连接的关键,在于其采用的事件驱动机制。

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Nginx 中,各种网络操作(例如接收新的连接、读取请求数据、发送响应数据等)都被抽象为事件。

Nginx 不会为每个连接创建一个独立的执行单元并阻塞等待,而是将这些连接的处理注册到操作系统的事件监听机制中。

当某个连接上的事件就绪(例如有新的数据到达),操作系统会通知 Nginx。

 

异步非阻塞I/O

事件驱动机制通常、与非阻塞 I/O 配合使用。

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在传统的同步阻塞 I/O 模型中,当一个进程发起 I/O 操作(例如读取文件、建立网络连接)时。

如果操作无法立即完成,进程会被阻塞(挂起),直到 I/O 操作完成,在此期间,进程无法执行其他任务。

Nginx 则采用异步非阻塞 I/O 模型,当 Worker 进程发起一个 I/O 操作(例如读取磁盘文件)时,如果数据没有准备好,它不会阻塞等待。

而是立即返回,并将这个 I/O 操作注册到事件监听器中。

当数据准备好时,操作系统会通知 Nginx,Worker 进程再继续处理。

总而言之,Nginx 的高性能并非偶然,而是其精心设计的 Master-Worker 架构。

高效的事件驱动机制以及异步非阻塞 I/O 模型的完美结合所带来的结果。

mikechen

mikechen睿哥,10年+大厂架构经验,资深技术专家,就职于阿里巴巴、淘宝、百度等一线互联网大厂。

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