nginx學習十一 nginx啓動流程

今天用了一天的時間看nginx的啓動流程，流程還是很複雜，主要的函數調用有十幾個之多，通過看源碼和上網查資料，弄懂了一些函數，有些函數還在學習中，有些函數還待日後學習，這裏記錄一下今天所學。加油！

http://blog.csdn.net/xiaoliangsky/article/details/39856803

1nginx.c

啓動的程序主要在src/core/nginx.c中，和普通函數一樣，main函數是其入口函數：下面我們看看main函數的源代碼：

int ngx_cdecl
main(int argc, char *const *argv)
{
    ngx_int_t         i;
    ngx_log_t        *log;
    ngx_cycle_t      *cycle, init_cycle;
    ngx_core_conf_t  *ccf;

#if (NGX_FREEBSD)
    ngx_debug_init();
#endif
	//該函數的定義在文件src/os/unix/ngx_errno.c，初始化錯誤編碼
    if (ngx_strerror_init() != NGX_OK) {
        return 1;
    }

    if (ngx_get_options(argc, argv) != NGX_OK) {//解析Nginx的啓動參數
        return 1;
    }

    if (ngx_show_version) {
        ngx_write_stderr("nginx version: " NGINX_VER NGX_LINEFEED);

        if (ngx_show_help) {//啓動配置參數
            ngx_write_stderr(
                "Usage: nginx [-?hvVtq] [-s signal] [-c filename] "
                             "[-p prefix] [-g directives]" NGX_LINEFEED
                             NGX_LINEFEED
                "Options:" NGX_LINEFEED
                "  -?,-h         : this help" NGX_LINEFEED
                "  -v            : show version and exit" NGX_LINEFEED
                "  -V            : show version and configure options then exit"
                                   NGX_LINEFEED
                "  -t            : test configuration and exit" NGX_LINEFEED
                "  -q            : suppress non-error messages "
                                   "during configuration testing" NGX_LINEFEED
                "  -s signal     : send signal to a master process: "
                                   "stop, quit, reopen, reload" NGX_LINEFEED
#ifdef NGX_PREFIX
                "  -p prefix     : set prefix path (default: "
                                   NGX_PREFIX ")" NGX_LINEFEED
#else
                "  -p prefix     : set prefix path (default: NONE)" NGX_LINEFEED
#endif
                "  -c filename   : set configuration file (default: "
                                   NGX_CONF_PATH ")" NGX_LINEFEED
                "  -g directives : set global directives out of configuration "
                                   "file" NGX_LINEFEED NGX_LINEFEED
                );
        }

        if (ngx_show_configure) {
            ngx_write_stderr(
#ifdef NGX_COMPILER
                "built by " NGX_COMPILER NGX_LINEFEED
#endif
#if (NGX_SSL)
#ifdef SSL_CTRL_SET_TLSEXT_HOSTNAME
                "TLS SNI support enabled" NGX_LINEFEED
#else
                "TLS SNI support disabled" NGX_LINEFEED
#endif
#endif
                "configure arguments:" NGX_CONFIGURE NGX_LINEFEED);
        }

        if (!ngx_test_config) {
            return 0;
        }
    }

    /* TODO */ ngx_max_sockets = -1;

    ngx_time_init();//(core/ngx_time.h)初始化時間和更新系統時間

#if (NGX_PCRE)
    ngx_regex_init();//src/core/ngx_regex.c這個函數暫不介紹
#endif

    ngx_pid = ngx_getpid();//獲得當前進程ID

    log = ngx_log_init(ngx_prefix);//初始化log日誌，log是核心模塊，以後在學
    if (log == NULL) {
        return 1;
    }

    /* STUB */
#if (NGX_OPENSSL)
    ngx_ssl_init(log);//src/event/ngx_event_openssl.c,這個函數暫不介紹，event模塊
#endif

    /*
     * init_cycle->log is required for signal handlers and
     * ngx_process_options()
     */

    ngx_memzero(&init_cycle, sizeof(ngx_cycle_t));
    init_cycle.log = log;
    ngx_cycle = &init_cycle;

    init_cycle.pool = ngx_create_pool(1024, log);//創建內存池
    if (init_cycle.pool == NULL) {
        return 1;
    }

    if (ngx_save_argv(&init_cycle, argc, argv) != NGX_OK) {//保存配置參數
        return 1;
    }
	//用old_cycle(init_cycle)先保存一些配置信息,然後這個init_cycle將會作爲
	//ngx_init_cycle參數中的old_cycle
    if (ngx_process_options(&init_cycle) != NGX_OK) {
        return 1;
    }
	//調用ngx_os_init()初始化系統相關變量，如內存頁面大小ngx_pagesize,ngx_cacheline_size,
	//最大連接數ngx_max_sockets等
    if (ngx_os_init(log) != NGX_OK) {
        return 1;
    }

    /*
     * ngx_crc32_table_init() requires ngx_cacheline_size set in ngx_os_init()
     */
	//調用ngx_crc32_table_init()初始化CRC表(後續的CRC校驗通過查表進行，效率高)
    if (ngx_crc32_table_init() != NGX_OK) {
        return 1;
    }
	//繼續sockets,並把相關信息存儲在init_cycle
    if (ngx_add_inherited_sockets(&init_cycle) != NGX_OK) {
        return 1;
    }
	//初始化各個模塊的index
    ngx_max_module = 0;
    for (i = 0; ngx_modules[i]; i++) {
        ngx_modules[i]->index = ngx_max_module++;
    }
	//調用ngx_init_cycle，這個函數很重要，大部分初始化操作都在這個函數裏面,後面會詳細學習
    cycle = ngx_init_cycle(&init_cycle);
    if (cycle == NULL) {
        if (ngx_test_config) {
            ngx_log_stderr(0, "configuration file %s test failed",
                           init_cycle.conf_file.data);
        }

        return 1;
    }

    if (ngx_test_config) {
        if (!ngx_quiet_mode) {
            ngx_log_stderr(0, "configuration file %s test is successful",
                           cycle->conf_file.data);
        }

        return 0;
    }
	//處理signal信號
    if (ngx_signal) {
        return ngx_signal_process(cycle, ngx_signal);
    }

    ngx_os_status(cycle->log);

    ngx_cycle = cycle;
	//ccf的創建creat_conf和初始化init_conf是在ngx_init_cycle函數中調用的
    ccf = (ngx_core_conf_t *) ngx_get_conf(cycle->conf_ctx, ngx_core_module);

    if (ccf->master && ngx_process == NGX_PROCESS_SINGLE) {
        ngx_process = NGX_PROCESS_MASTER;
    }

#if !(NGX_WIN32)
	//調用ngx_init_signals()初始化信號；主要完成信號處理程序的註冊
	//該函數定義在sorc/os/unix/ngx_process.c
    if (ngx_init_signals(cycle->log) != NGX_OK) {
        return 1;
    }
	//若無繼承sockets，且設置了守護進程標識，則調用ngx_daemon()創建守護進程
    if (!ngx_inherited && ccf->daemon) {
        if (ngx_daemon(cycle->log) != NGX_OK) {
            return 1;
        }

        ngx_daemonized = 1;
    }

    if (ngx_inherited) {
        ngx_daemonized = 1;
    }

#endif
	//調用ngx_create_pidfile()創建進程記錄文件,記錄進程ID
    if (ngx_create_pidfile(&ccf->pid, cycle->log) != NGX_OK) {
        return 1;
    }

    if (cycle->log->file->fd != ngx_stderr) {

        if (ngx_set_stderr(cycle->log->file->fd) == NGX_FILE_ERROR) {
            ngx_log_error(NGX_LOG_EMERG, cycle->log, ngx_errno,
                          ngx_set_stderr_n " failed");
            return 1;
        }
    }

    if (log->file->fd != ngx_stderr) {
        if (ngx_close_file(log->file->fd) == NGX_FILE_ERROR) {
            ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, cycle->log, ngx_errno,
                          ngx_close_file_n " built-in log failed");
        }
    }

    ngx_use_stderr = 0;
	//是單個進程
    if (ngx_process == NGX_PROCESS_SINGLE) {
        ngx_single_process_cycle(cycle);

    } else {//master進程
        ngx_master_process_cycle(cycle);
    }

    return 0;
}

這裏總結函數調用如下：

1 ngx_strerror_init()，該函數的定義在文件src/os/unix/ngx_errno.c中。該函數主要初始化系統中
錯誤編號對應的含義，這樣初始化中進行對應的好處是，當出現錯誤，不用再去調用strerror()函數來獲
取錯誤原因，而直接可以根據錯誤編號找到對應的錯誤原因，可以提高運行時的執行效率;
2 ngx_get_options() 解析Nginx的啓動參數;
3 ngx_time_init() 該函數的定義在文件src/core/ngx_time.c中。ngx_cached_err_log_time，
ngx_cached_http_time，ngx_cached_http_log_time，ngx_cached_http_log_iso8601均爲
ngx_str_t類型的，用於記錄錯誤日誌時間，http緩存時間，http緩存log時間以及iso8061時間，初始化過程中
，先計算該時間表示的字符串的長度，這樣可以省卻在用到的時候再進行計算。ngx_cached_time是nginx時間類
型的數據結構，他是volatile類型的，即防止編譯器優化，每次都要從內存中讀取，而不是用緩存值。這個函數
調用了ngx_time_update()該函數的定義在文件src/core/ngx_time.c中。函數用於更新系統時間;
4 ngx_regex_init() src/core/ngx_regex.c,如果啓用了PCRE功能，則進行正則表達式的初始化工作。Nginx中的pcre主要
是用來支持URL Rewrite的，URL Rewrite主要是爲了滿足代理模式下，對請求訪問的URL地址進行rewrite操作，來實
現定向訪問。這個函數現在不多介紹，以後學http模塊在介紹;
5 ngx_log_init() src/core/ngx_log.c，初始化log日誌，包括創建日誌文件，log模塊也是核心模塊，以後在學習。
6 ngx_ssl_init() src/event/ngx_event_openssl.c,這個函數暫不介紹，event模塊;
7 ngx_save_argv() 保存啓動參數在ngx_argv數組裏面，參數個數保存在ngx_argc裏面;
8 ngx_process_options() 用old_cycle先保存一些配置信息：prefix,conf_prefix,conf_file, conf_param;
然後這個old_cycle將會作爲ngx_init_cycle參數中的old_cycle;
9 ngx_os_init() 初始化系統相關變量，如內存頁面大小ngx_pagesize,ngx_cacheline_size,最大連接數ngx_max_sockets等
10 ngx_crc32_table_init() 調用初始化CRC表,後續的CRC校驗通過查表進行，效率高;
11 ngx_add_inherited_sockets() 繼承sockets,並把相關信息存儲在init_cycle這個後面會詳細介紹；
12 初始化各個模塊的index http://blog.csdn.net/xiaoliangsky/article/details/39856803
13 ngx_init_cycle() 調用ngx_init_cycle，這個函數很重要，大部分初始化操作都在這個函數裏面,後面會詳細學習
14 假如有信號，就調用ngx_siganl_process處理信號
15 ngx_init_signal 初始化信號；主要完成信號處理程序的註冊
16 若無繼承sockets，且設置了守護進程標識，則調用ngx_daemon()創建守護進程
17 ngx_create_pidfile 調用ngx_create_pidfile()創建進程記錄文件,記錄進程ID
18 進入進程循環，如果ngx_process=1,就進入ngx_single_process_cycle
ngx_process!=1,就進入ngx_master_process_cycle
ngx_signale_process_cycle和ngx_master_process_cycle這兩個函數後面會重點學習。

參考資料：

http://blog.csdn.net/livelylittlefish/article/details/7243718

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