nginx异步事件驱动模型处理长连接的核心是单worker进程+非阻塞i/o+epoll事件通知,连接空闲时注册于epoll中挂起等待,不耗cpu、不轮询、不新建连接;超时由红黑树统一管理,keepalive_timeout和keepalive_requests控制待命时长与请求数上限,连接全程绑定单个worker,复用预分配的ngx_connection_t结构体与slab内存池。

长连接在事件循环里怎么“挂起”
当客户端发起 HTTP/1.1 请求并带上 Connection: keep-alive,且服务端也启用 keepalive,Nginx 不会在响应完就断开 TCP 连接,而是把该 socket 保留在 worker 的事件监听列表中。
此时 socket 处于“可读但无数据”状态,Nginx 不主动轮询,而是交由 epoll_wait() 挂起等待——内核一旦检测到新数据到达(比如客户端发来第二个请求),立刻唤醒 worker,触发读事件回调。整个过程不占 CPU、不切换线程、也不重新建连。
- 连接复用时,只重置 request 上下文和缓冲区,不重建 ngx_connection_t 结构体,直接从连接池中取用
- 空闲期间,socket 句柄始终注册在 epoll 实例里,但不消耗 worker 循环的处理时间
- 超时由红黑树统一管理,keepalive_timeout 到期后自动触发关闭流程,无需额外定时器线程
keepalive 相关参数如何影响事件调度
这些指令不是“开关”,而是告诉事件循环:这个连接能待多久、能接几单、什么情况下该放手。
- keepalive_timeout 65s:设置 socket 在无数据时最大挂起时间;到期后 epoll 会返回 EPOLLIN 或超时事件,worker 执行 FIN 关闭
- keepalive_requests 100:每处理完一个请求就计数,达到上限后强制关闭,防止单连接长期占用内存或积累异常状态
- client_header_timeout / send_timeout:分别约束请求头读取和响应发送阶段的等待窗口,避免慢客户端拖住事件槽位
连接池与内存复用支撑高密度长连接
worker 进程启动时就预分配好固定数量的连接结构(由 worker_connections 控制),所有长连接都从中复用。
- 每次 accept 新连接或复用 keepalive 连接,都只是重置已有 ngx_connection_t 结构体字段,不 malloc/new
- HTTP 请求解析使用 slab 分配器管理 buffer,头部字段以指针方式引用原始接收内存,避免字符串拷贝
- 静态文件响应走 sendfile(),数据直接从磁盘到 socket 发送队列,绕过用户态内存拷贝
多 worker 协同不抢连接,但各自管好自己的长连接
Nginx 默认启用 accept_mutex on,防止多个 worker 同时争抢新连接;而对已建立的长连接,每个 worker 独立维护自己的 epoll 实例和连接池,互不干扰。
- 一个长连接从建立到关闭,全程绑定在某个 worker 上,不会跨 worker 转移
- worker_processes 设置为 auto 或等于 CPU 核心数,确保每个核跑一个 worker,最大化利用多核
- 若后端也支持长连接(如 upstream.keepalive 32),Nginx 会复用到后端的连接,进一步减少握手开销











