Nginx并发原理详解(图文全面总结)

Nginx是大型架构的必备技能,下面我重点详解Nginx 如何实现高并发的核心原理@mikechen

多进程模型

Nginx 采用 Master-Worker 的多进程模型,这是其并发处理的基础架构。

Nginx并发原理详解(图文全面总结)-mikechen

 

Master 进程职责:配置加载、模块初始化、管理 Worker 生命周期

管理 Worker 进程: 启动、停止、重启 Worker 进程。

当某个 Worker 进程异常退出时,Master 进程会负责重新启动一个新的 Worker 进程,保证服务的稳定性。

Worker 进程职责:独立处理网络事件,无共享状态,避免加锁。

Master 进程启动多个 Worker 进程,每个 Worker 进程都是一个独立的进程。

每个 Worker 进程都拥有独立的资源: 这意味着它们之间相互独立。

由于存在多个独立的 Worker 进程,Nginx 可以同时处理多个并发连接,每个 Worker 进程处理一部分连接。

 

事件驱动机制

使用事件驱动架构,可以显著提升应用程序的并发性、响应性、可伸缩性和资源利用率。

尤其是在需要处理大量并发连接、或异步操作的场景下。

在事件驱动模型中,当应用程序发起一个耗时的操作(例如,网络 I/O、磁盘 I/O)时。

Nginx并发原理详解(图文全面总结)-mikechen

它不会阻塞等待操作完成,而是注册一个事件监听器,并在操作完成后接收到通知。

这使得单个线程或进程可以同时处理多个并发请求,而无需为每个请求创建一个新的线程或进程。

 

异步非阻塞 I/O

使用异步非阻塞 I/O,是 Nginx 实现高并发处理的核心,可以避免 I/O 阻塞,提升并发能力与系统吞吐量。

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在阻塞 I/O 模式下,系统调用会等待数据准备好才返回。

例如:

read(socket, buf, len); // 如果没有数据,会阻塞当前线程直到数据到来

每个连接都可能阻塞,一旦连接数据未就绪,线程就“卡住”。

而非阻塞 I/O:,当应用程序发起一个 I/O 操作(例如,读取数据、写入数据)时。

即使数据尚未准备好或者无法立即写入,系统调用也会立即返回,不会让应用程序的线程或进程进入等待状态(阻塞)。

在高并发场景下,最贵的是“等待”——非阻塞 I/O的最大价值就是消灭等待。

通过结合事件驱动模型、和异步非阻塞 I/O,Nginx 能够以极低的资源消耗处理大量的并发连接。

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