Nginx如何實現(xiàn)高并發(fā)?原理深度解析!
Nginx是大型架構(gòu)的必備中間件,各大廠都在使用,下面我就重點詳解Nginx如何實現(xiàn)高并發(fā)@mikechen
Nginx
Nginx是一款高性能負(fù)載均衡器,其出色的性能使其在互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。
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Nginx 通過采用 異步非阻塞 I/O 模型、 和 I/O 多路復(fù)用 技術(shù),成功解決了高并發(fā)場景下的性能瓶頸問題。
Nginx事件驅(qū)動
Nginx 的工作進(jìn)程通過 事件驅(qū)動 來管理多個連接,整體架構(gòu)如下圖所示:
每當(dāng)一個請求到來時,Nginx 不會為其分配一個新的線程或進(jìn)程,而是將該請求交給一個事件循環(huán)(event loop)來處理。
這是一個無限循環(huán),不斷地檢查是否有新的事件,比如:請求到達(dá)、數(shù)據(jù)可讀、數(shù)據(jù)可寫...等。
當(dāng)檢測到某個事件發(fā)生時,例如:一個請求已經(jīng)完成了數(shù)據(jù)的讀取,Nginx 就會對其進(jìn)行處理。
Nginx 的每個工作進(jìn)程,只處理一個事件循環(huán),因此它不會因為一個連接的處理而阻塞其他連接的處理,能同時管理數(shù)以萬計的連接。
非阻塞 I/O
Nginx 采用 非阻塞 I/O 來與操作系統(tǒng)進(jìn)行交互,由于不會阻塞在單個 I/O 操作上,Nginx 可以同時處理大量的并發(fā)連接。
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傳統(tǒng)的 I/O 操作通常是阻塞的,即當(dāng)一個進(jìn)程發(fā)起 I/O 請求后,會一直等待 I/O 操作完成,在此期間進(jìn)程無法執(zhí)行其他任務(wù)。
這對于需要處理大量并發(fā)連接的服務(wù)器來說,效率是非常低的。
非阻塞 I/O 則不同,當(dāng)一個進(jìn)程發(fā)起 I/O 請求后,它不會一直等待,而是立即返回。
如果 I/O 操作還沒有完成,進(jìn)程可以繼續(xù)執(zhí)行其他任務(wù),當(dāng) I/O 操作完成時,操作系統(tǒng)會通知進(jìn)程,進(jìn)程再進(jìn)行后續(xù)處理。
例如:當(dāng) Nginx 需要從磁盤讀取靜態(tài)文件時,如果文件尚未準(zhǔn)備好,Nginx 不會等待它,而是將該請求放入等待隊列,繼續(xù)處理其他請求。
I/O 多路復(fù)用
Nginx 使用 I/O 多路復(fù)用, 技術(shù)來同時處理多個并發(fā)連接。
通過 I/O 多路復(fù)用,Nginx 可以在同一個線程中同時管理成千上萬的連接,而不需要為每個連接創(chuàng)建一個新的線程、或進(jìn)程。
多路復(fù)用的關(guān)鍵:是通過單一線程同時處理多個 I/O 操作,避免了為每個請求創(chuàng)建新線程、或進(jìn)程的開銷。
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Nginx 使用 I/O 多路復(fù)用技術(shù),如:Linux 上的 “epoll”。
“epoll”可以同時監(jiān)聽多個文件描述符,比如:網(wǎng)絡(luò)連接、文件...等的 I/O 事件。
當(dāng)某個文件描述符準(zhǔn)備好進(jìn)行 I/O 操作時,epoll 會通知 Nginx,Nginx 就可以進(jìn)行相應(yīng)的處理。
這種設(shè)計使得 Nginx 能夠高效地處理大量的 HTTP 請求,使其在互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。