nginx通过master-worker多进程模型配合共享内存与ngx_shmtx_t自旋锁实现跨进程协同：master创建共享内存区供worker继承，自旋锁基于原子操作实现无系统调用的高效同步，并按哈希分桶、slot分片及cache line对齐优化锁粒度，accept_mutex则缓解惊群问题。
Nginx 多进程架构不依赖线程，而是靠 master-worker 模型运行多个独立 worker 进程。这些进程间不能直接共享变量，但像限流计数、连接限制、SSL 会话缓存等关键状态必须跨进程协同——这就需要共享内存 + 精细的互斥机制。
共享内存是基础载体
所有需要跨进程访问的数据（如 limit_req_zone、limit_conn_zone、ssl_session_cache）都通过 keys_zone 参数定义共享内存区，例如：
limit_req_zone $binary_remote_addr zone=one:10m rate=1r/s;
master 进程在启动时创建该内存段（用 shm_open 或 mmap），并映射到自身地址空间；fork 出的每个 worker 进程自动继承该映射，所有进程操作的是同一块物理内存页上的结构体。
ngx_shmtx_t 自旋锁是核心同步手段
Nginx 不用系统级互斥锁（如 pthread_mutex），而是基于原子操作实现轻量级自旋锁 ngx_shmtx_t：
- 锁本质是一个 32 位原子整型（
ngx_atomic_t），通常位于共享内存头部 - 获取锁时循环执行原子比较交换（
CMPXCHG）：若值为 0（空闲），则设为 1 并成功进入临界区 - 失败后调用
PAUSE指令短暂等待，避免总线争抢；默认最多自旋 1024 次，超时后调用sched_yield()让出 CPU - 释放锁即原子写回 0，无系统调用开销
锁粒度按需分片，避免全局竞争
为减少冲突，Nginx 不对整个共享内存区用一把大锁：
-
limit_req_zone按客户端哈希值分桶，每个 bucket 独立配一把锁 - SSL 会话缓存将 session key 哈希后映射到固定 slot，slot 内部再加锁保护链表操作
- 结构体内插入 padding，确保锁变量与热点数据各自独占 CPU cache line（64 字节），防止伪共享
accept_mutex 解决监听套接字惊群问题
worker 进程争抢新连接时，若全部同时唤醒会导致内核调度压力过大：
- 启用
accept_mutex on后，仅一个 worker 能持有锁并调用accept() - 内核 ≥ 4.5 且启用
EPOLLEXCLUSIVE时，可关闭该锁（accept_mutex off），由内核保证单 worker 唤醒 - 锁竞争失败后等待时间由
accept_mutex_delay控制，默认 500ms，微调可平衡延迟与 CPU 占用
