Nginx的connection是什麼？

connection

#在Nginx 中connection 是對tcp 連接的封裝，其中包含連接的socket，讀取事件，寫事件。利用 Nginx 封裝的 connection，我們可以很方便的使用 Nginx 來處理與連接相關的事情，例如，建立連接，發送與接受資料等。                 ( 推薦學習：nginx使用 )

而Nginx 中的http 請求的處理就是建立在connection之上的，所以Nginx 不只可以作為一個web伺服器，也可以作為郵件伺服器。當然，利用 Nginx 提供的 connection，我們可以與任何後端服務打交道。

結合一個 tcp 連線的生命週期，我們來看看 Nginx 是如何處理一個連線的。

首先，Nginx 在啟動時，會解析設定文件，得到需要監聽的連接埠與ip 位址，然後在Nginx 的master 進程裡面，先初始化好這個監控的socket(創建socket，設定addrreuse 等選項，綁定到指定的ip 位址端口，再listen)，然後再fork 出多個子進程出來，然後子進程會競爭accept 新的連接。

此時，客戶端就可以向 Nginx 啟動連線了。

當客戶端與服務端透過三次握手建立好一個連線後，Nginx 的某一個子程序會accept 成功，得到這個建立好的連線的socket，然後建立Nginx 對連線的封裝，也就是ngx_connection_t結構體。

接著，設定讀寫事件處理函數並新增讀寫事件來與客戶端進行資料的交換。最後，Nginx 或客戶端來主動關掉連接，到此，一個連接就壽終正寢了。

當然，Nginx 也是可以作為客戶端來請求其它 server 的資料的（如 upstream 模組），此時，與其它 server 建立的連接，也封裝在 ngx_connection_t 中。

作為客戶端，Nginx 先取得一個 ngx_connection_t 結構體，然後建立 socket，並設定 socket 的屬性（ 例如非阻塞）。然後再透過新增讀寫事件，呼叫 connect/read/write 來呼叫連接，最後關掉連接，並釋放 ngx_connection_t。

在 Nginx 中，每個行程都會有一個連線數的最大上限，這個上限與系統對 fd 的限制不一樣。在作業系統中，透過 ulimit -n，我們可以得到一個行程所能夠開啟的fd 的最大數，也就是nofile，因為每個socket 連線會佔用掉一個fd，所以這也會限制我們行程的最大連線數，當然也會直接影響我們程式所能支援的最大並發數，當fd 用完後，再創建socket 時，就會失敗。

Nginx 透過設定 worker_connectons 來設定每個進程支援的最大連線數。如果該值大於 nofile，那麼實際的最大連線數就是 nofile，Nginx 會有警告。

Nginx 在實作時，是透過一個連接池來管理的，每個 worker 程序都有一個獨立的連接池，連接池的大小是 worker_connections。這裡的連接池裡面保存的其實不是真實的連接，它只是一個 worker_connections 大小的一個 ngx_connection_t 結構的陣列。

並且，Nginx 會透過一個鍊錶 free_connections 來保存所有的空閒 ngx_connection_t，每次取得一個連接時，就從空閒連接鍊錶中取得一個，用完後，再放回空閒連結鍊錶裡面。

在這裡，很多人會誤解 worker_connections 這個參數的意思，認為這個值就是 Nginx 所能建立連結的最大值。其實不然，這個值是表示每個 worker 程序所能建立連線的最大值，所以，一個 Nginx 能建立的最大連線數，應該是worker_connections * worker_processes。

當然，這裡說的是最大連線數，對於HTTP 請求本地資源來說，能夠支援的最大並發數量是worker_connections * worker_processes，而如果是HTTP 作為反向代理來說，最大並發數量應該是worker_connections * worker_processes/2。

因為作為反向代理伺服器，每個並發會建立與客戶端的連接和與後端服務的連接，會佔用兩個連接。

那麼，我們前面有說過一個客戶端連接過來後，多個空閒的進程，會競爭這個連接，很容易看到，這種競爭會導致不公平，如果某個進程得到accept的機會比較多，它的空閒連接很快就用完了，如果不提前做一些控制，當accept 到一個新的tcp 連接後，因為無法得到空閒連接，而且無法將此連接轉交給其它進程，最終會導致此tcp 連線無法處理，就中止掉了。

很顯然，這是不公平的，有的進程有剩餘連接，卻沒有處理機會，有的進程因為沒有空餘連接，卻人為地丟棄連接。那麼，如何解決這個問題呢？

首先，Nginx 的處理得先開啟 accept_mutex 選項，此時，只有獲得了 accept_mutex 的進程才會去新增accept事件，也就是說，Nginx會控制進程是否新增 accept 事件。

Nginx 使用一個叫 ngx_accept_disabled 的變數來控制是否去競爭 accept_mutex 鎖定。

在第一段程式碼中，計算ngx_accept_disabled 的值，這個值是Nginx 單一進程的所有連接總數的八分之一，減去剩下的空閒連接數量，得到的這個ngx_accept_disabled 有一個規律，當剩餘連接數小於總連接數的八分之一時，其值才大於0，而且剩餘的連接數越小，這個值越大。

再看第二段程式碼，當ngx_accept_disabled 大於0 時，不會去嘗試取得accept_mutex 鎖，並且將ngx_accept_disabled 減1，於是，每次執行到此處時，都會去減1，直到小於0。

不去取得accept_mutex 鎖，就是等於讓出獲取連線的機會，很顯然可以看出，當空餘連線越少時，ngx_accept_disable 越大，於是讓出的機會就越多，這樣其它進程取得鎖的機會也就越大。

不去 accept，自己的連線就控制下來了，其它進程的連接池就會被利用，這樣，Nginx 就控制了多進程間連接的平衡了。

ngx_accept_disabled = ngx_cycle->connection_n / 8
        - ngx_cycle->free_connection_n;    if (ngx_accept_disabled > 0) {
        ngx_accept_disabled--;

    } else {        if (ngx_trylock_accept_mutex(cycle) == NGX_ERROR) {            return;
        }        if (ngx_accept_mutex_held) {
            flags |= NGX_POST_EVENTS;

        } else {            if (timer == NGX_TIMER_INFINITE
                    || timer > ngx_accept_mutex_delay)
            {
                timer = ngx_accept_mutex_delay;
            }
        }
    }

連接就先介紹到這，知道在 Nginx 中連接是個什麼東西就行了，而且連接是屬於比較高級的用法。

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