Nginx如何实现高并发?原理深度解析!

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Nginx 的每个工作进程,只处理一个事件循环,因此它不会因为一个连接的处理而阻塞其他连接的处理,能同时管理数以万计的连接。

Nginx是大型架构的必备中间件,各大厂都在使用,下面我就重点详解Nginx如何实现高并发@mikechen

Nginx

Nginx是一款高性能负载均衡器,其出色的性能使其在互联网行业得到了广泛应用。

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Nginx 通过采用 异步非阻塞 I/O 模型、 和 I/O 多路复用 技术,成功解决了高并发场景下的性能瓶颈问题。

Nginx事件驱动

Nginx 的工作进程通过 事件驱动 来管理多个连接,整体架构如下图所示:

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每当一个请求到来时,Nginx 不会为其分配一个新的线程或进程,而是将该请求交给一个事件循环(event loop)来处理。

这是一个无限循环,不断地检查是否有新的事件,比如:请求到达、数据可读、数据可写...等。

当检测到某个事件发生时,例如:一个请求已经完成了数据的读取,Nginx 就会对其进行处理。

Nginx 的每个工作进程,只处理一个事件循环,因此它不会因为一个连接的处理而阻塞其他连接的处理,能同时管理数以万计的连接。

非阻塞 I/O

Nginx 采用 非阻塞 I/O 来与操作系统进行交互,由于不会阻塞在单个 I/O 操作上,Nginx 可以同时处理大量的并发连接。

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传统的 I/O 操作通常是阻塞的,即当一个进程发起 I/O 请求后,会一直等待 I/O 操作完成,在此期间进程无法执行其他任务。

这对于需要处理大量并发连接的服务器来说,效率是非常低的。

非阻塞 I/O 则不同,当一个进程发起 I/O 请求后,它不会一直等待,而是立即返回。

如果 I/O 操作还没有完成,进程可以继续执行其他任务,当 I/O 操作完成时,操作系统会通知进程,进程再进行后续处理。

例如:当 Nginx 需要从磁盘读取静态文件时,如果文件尚未准备好,Nginx 不会等待它,而是将该请求放入等待队列,继续处理其他请求。

I/O 多路复用

Nginx 使用 I/O 多路复用, 技术来同时处理多个并发连接。

通过 I/O 多路复用,Nginx 可以在同一个线程中同时管理成千上万的连接,而不需要为每个连接创建一个新的线程、或进程。

多路复用的关键:是通过单一线程同时处理多个 I/O 操作,避免了为每个请求创建新线程、或进程的开销。

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Nginx 使用 I/O 多路复用技术,如:Linux 上的 “epoll”。

“epoll”可以同时监听多个文件描述符,比如:网络连接、文件...等的 I/O 事件。

当某个文件描述符准备好进行 I/O 操作时,epoll 会通知 Nginx,Nginx 就可以进行相应的处理。

这种设计使得 Nginx 能够高效地处理大量的 HTTP 请求,使其在互联网行业得到了广泛应用。

责任编辑:武晓燕 来源: mikechen的互联网架构
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