第一部分Nginx能帮我们做什么 2
第1章 研究Nginx前的准备工作 2
1.1 Nginx是什么 2
1.2为什么选择Nginx 4
1.3准备工作 7
1.3.1 Linux操作系统 7
1.3.2使用Nginx的必备软件 7
1.3.3磁盘目录 8
1.3.4 Linux内核参数的优化 9
1.3.5获取Nginx源码 11
1.4编译安装Nginx 11
1.5 configure详解 11
1.5.1 configure的命令参数 12
1.5.2 configure执行流程 18
1.5.3 configure生成的文件 22
1.6 Nginx的命令行控制 24
1.7小结 27
第2章Nginx的配置 28
2.1运行中的Nginx进程间的关系 28
2.2 Nginx配置的通用语法 31
2.2.1块配置项 31
2.2.2配置项的语法格式 32
2.2.3配置项的注释 33
2.2.4配置项的单位 33
2.2.5在配置中使用变量 33
2.3 Nginx服务的基本配置 34
2.3.1用于调试进程和定位问题的配置项 34
2.3.2正常运行的配置项 36
2.3.3优化性能的配置项 38
2.3.4事件类配置项 39
2.4用HTTP核心模块配置一个静态Web服务器 41
2.4.1虚拟主机与请求的分发 42
2.4.2文件路径的定义 45
2.4.3内存及磁盘资源的分配 48
2.4.4网络连接的设置 50
2.4.5 MIME类型的设置 53
2.4.6对客户端请求的限制 54
2.4.7文件操作的优化 55
2.4.8对客户端请求的特殊处理 57
2.4.9 ngx_http_ core_ module模块提供的变量 59
2.5用HTTP proxy module配置一个反向代理服务器 60
2.5.1负载均衡的基本配置 62
2.5.2反向代理的基本配置 64
2.6小结 68
第二部分 如何编写HTTP模块 70
第3章 开发一个简单的HTTP模块 70
3.1如何调用HTTP模块 70
3.2准备工作 72
3.2.1整型的封装 72
3.2.2 ngx-str_t数据结构 73
3.2.3 ngx-list_t数据结构 73
3.2.4 ngx_table_elt_t数据结构 77
3.2.5 ngx_buf_t数据结构 77
3.2.6 ngx-chain_t数据结构 79
3.3如何将自己的HTTP模块编译进Nginx 79
3.3.1 confiig文件的写法 80
3.3.2利用confiigure脚本将定制的模块加入到Nginx中 80
3.3.3直接修改Makefile文件 84
3.4 HTTP模块的数据结构 85
3.5定义自己的HTTP模块 88
3.6处理用户请求 92
3.6.1处理方法的返回值 92
3.6.2获取URI和参数 95
3.6.3获取HTTP头部 98
3.6.4获取HTTP包体 101
3.7发送响应 102
3.7.1发送HTTP头部 102
3.7.2将内存中的字符串作为包体发送 104
3.7.3经典的“Hello World”示例 106
3.8将磁盘文件作为包体发送 107
3.8.1如何发送磁盘中的文件 107
3.8.2清理文件句柄 110
3.8.3支持用户多线程下载和断点续传 111
3.9用C++++语言编写HTTP模块 112
3.9.1编译方式的修改 112
3.9.2程序中的符号转换 114
3.10小结 114
第4章 配置、error日志和请求上下文 115
4.1 http配置项的使用场景 115
4.2怎样使用http配置 117
4.2.1分配用于保存配置参数的数据结构 117
4.2.2设定配置项的解析方式 119
4.2.3使用14种预设方法解析配置项 125
4.2.4自定义配置项处理方法 136
4.2.5合并配置项 137
4.3 HTTP配置模型 140
4.3.1解析HTTP配置的流程 141
4.3.2 HTTP配置模型的内存布局 144
4.3.3如何合并配置项 147
4.3.4预设配置项处理方法的工作原理 149
4.4 error日志的用法 150
4.5请求的上下文 155
4.5.1上下文与全异步Web服务器的关系 155
4.5.2如何使用HTTP上下文 156
4.5.3 HTTP框架如何维护上下文结构 157
4.6小结 158
第5章 访问第三方服务 159
5.1 upstream的使用方式 160
5.1.1 ngx_ http_upstream_t结构体 163
5.1.2设置upstream的限制性参数 164
5.1.3设置需要访问的第三方服务器地址 165
5.1.4设置回调方法 166
5.1.5如何启动upstream机制 166
5.2回调方法的执行场景 167
5.2.1 create_ request回调方法 167
5.2.2 reinit_request回调方法 169
5.2.3 fiinalize_request回调方法 170
5.2.4 process_ header回调方法 171
5.2.5 rewrite_ redirect回调方法 172
5.2.6 input_fiilter_init与input_fiilter回调方法 172
5.3使用upstream的示例 173
5.3.1 upstream的各种配置参数 174
5.3.2请求上下文 175
5.3.3在create_request方法中构造请求 176
5.3.4在process_header方法中解析包头 177
5.3.5在fiinalize_ request方法中释放资源 180
5.3.6在ngx_ http_ mytest_ handler方法中启动upstream 181
5.4 subrequest的使用方式 183
5.4.1配置子请求的处理方式 183
5.4.2实现子请求处理完毕时的回调方法 184
5.4.3处理父请求被重新激活后的回调方法 185
5.4.4启动subrequest子请求 185
5.5 subrequest执行过程中的主要场景 186
5.5.1如何启动subrequest 186
5.5.2如何转发多个子请求的响应包体 188
5.5.3子请求如何激活父请求 192
5.6 subrequest使用的例子 193
5.6.1配置文件中子请求的设置 194
5.6.2请求上下文 194
5.6.3子请求结束时的处理方法 195
5.6.4父请求的回调方法 196
5.6.5启动subrequest 197
5.7小结 198
第6章 开发一个简单的HTTP过滤模块 199
6.1过滤模块的意义 199
6.2过滤模块的调用顺序 200
6.2.1过滤链表是如何构成的 200
6.2.2过滤链表的顺序 203
6.2.3官方默认HTTP过滤模块的功能简介 204
6.3 HTTP过滤模块的开发步骤 206
6.4 HTTP过滤模块的简单例子 207
6.4.1如何编写confiig文件 208
6.4.2配置项和上下文 208
6.4.3定义HTTP过滤模块 210
6.4.4初始化HTTP过滤模块 211
6.4.5处理请求中的HTTP头部 212
6.4.6处理请求中的HTTP包体 213
6.5小结 214
第7章Nginx提供的高级数据结构 215
7.1 Nginx提供的高级数据结构概述 215
7.2 ngx_queue_t双向链表 217
7.2.1为什么设计ngx_queue_ t双向链表 217
7.2.2双向链表的使用方法 217
7.2.3使用双向链表排序的例子 219
7.2.4双向链表是如何实现的 221
7.3 ngx_ array_t动态数组 222
7.3.1为什么设计ngx_array_ t动态数组 223
7.3.2动态数组的使用方法 223
7.3.3使用动态数组的例子 225
7.3.4动态数组的扩容方式 226
7.4 ngx_list_t单向链表 226
7.5 ngx_ rbtree_t红黑树 227
7.5.1为什么设计ngx_ rbtree_ t红黑树 227
7.5.2红黑树的特性 228
7.5.3红黑树的使用方法 230
7.5.4使用红黑树的简单例子 233
7.5.5如何自定义添加成员方法 234
7.6 ngx_ radix_tree_ t基数树 236
7.6.1 ngx_ radix tree_ t基数树的原理 236
7.6.2基数树的使用方法 238
7.6.3使用基数树的例子 239
7.7支持通配符的散列表 240
7.7.1 ngx_ hash_ t基本散列表 240
7.7.2支持通配符的散列表 243
7.7.3带通配符散列表的使用例子 250
7.8小结 254
第三部分 深入Nginx 256
第8章Nginx基础架构 256
8.1 Web服务器设计中的关键约束 256
8.2 Nginx的架构设计 259
8.2.1优秀的模块化设计 259
8.2.2事件驱动架构 263
8.2.3请求的多阶段异步处理 264
8.2.4管理进程、多工作进程设计 267
8.2.5平台无关的代码实现 268
8.2.6内存池的设计 268
8.2.7使用统一管道过滤器模式的HTTP过滤模块 268
8.2.8其他一些用户模块 269
8.3 Nginx框架中的核心结构体ngx_ cycle t 269
8.3.1 ngx_ listening_t结构体 269
8.3.2 ngx cycle_ t结构体 271
8.3.3 ngx_cycle_ t支持的方法 273
8.4 Nginx启动时框架的处理流程 275
8.5 worker进程是如何工作的 278
8.6 master进程是如何工作的 281
8.7小结 286
第9章 事件模块 287
9.1事件处理框架概述 287
9.2 Nginx事件的定义 290
9.3 Nginx连接的定义 293
9.3.1被动连接 294
9.3.2主动连接 297
9.3.3 ngx_connection _t连接池 298
9.4 ngx_ events_module核心模块 300
9.4.1如何管理所有事件模块的配置项 301
9.4.2管理事件模块 303
9.5 ngx_ event_ core_ module事件模块 305
9.6 epoll事件驱动模块 310
9.6.1 epoll的原理和用法 311
9.6.2如何使用epoll 313
9.6.3 ngx_epoll_ module模块的实现 315
9.7定时器事件 323
9.7.1缓存时间的管理 324
9.7.2缓存时间的精度 326
9.7.3定时器的实现 327
9.8事件驱动框架的处理流程 328
9.8.1如何建立新连接 329
9.8.2如何解决“惊群”问题 330
9.8.3如何实现负载均衡 333
9.8.4 post事件队列 334
9.8.5 ngx_rocess_events_ and_timers流程 335
9.9文件的异步I/O 338
9.9.1 Linux内核提供的文件异步I/O 339
9.9.2 ngx_ epoll_module模块中实现的针对文件的异步I/O 342
9.10小结 346
第10章HTTP框架的初始化 347
10.1 HTTP框架概述 348
10.2管理HTTP模块的配置项 351
10.2.1管理main级别下的配置项 352
10.2.2管理server级别下的配置项 354
10.2.3管理location级别下的配置项 357
10.2.4不同级别配置项的合并 362
10.3监听端口的管理 367
10.4 server的快速检索 369
10.5 location的快速检索 371
10.6 HTTP请求的11个处理阶段 372
10.6.1 HTTP处理阶段的普适规则 374
10.6.2 NGX HTTP_POST_ READ_ PHASE阶段 376
10.6.3 NGX_ HTTP_ SERVER REWRITE_ PHASE阶段 378
10.6.4 NGX_ HTTP_ FIND_ CONFIG_ PHASE阶段 379
10.6.5 NGX_ HTTP_ REWRITE_ PHASE阶段 379
10.6.6 NGX_ HTTP_ POST_ REWRITE_ PHASE阶段 379
10.6.7 NGX_ HTTP_REACCESS_ PHASE阶段 379
10.6.8 NGX_HTTP_ ACCESS_PHASE阶段 380
10.6.9 NGX_HTTP_ POST_ ACCESS_ PHASE阶段 380
10.6.10 NGX_HTTP_ TRY_FILES_PHASE阶段 381
10.6.11 NGX_HTTP_CONTENT_PHASE阶段 381
10.6.12 NGX_HTTP_LOG_PHASE阶段 382
10.7 HTTP框架的初始化流程 383
10.8小结 385
第11章HTTP框架的执行流程 386
11.1 HTTP框架执行流程概述 387
11.2新连接建立时的行为 388
11.3第一次可读事件的处理 390
11.4接收HTTP请求行 396
11.5接收HTTP头部 399
11.6处理HTTP请求 403
11.6.1 ngx_ http_ core_generic_phase 409
11.6.2 ngx_http_ core rewrite_phase 411
11.6.3 ngx_ http_ core_access_phase 412
11.6.4 ngx_ http_ core_content_phase 415
11.7 subrequest与post请求 419
11.8处理HTTP包体 421
11.8.1接收包体 422
11.8.2放弃接收包体 429
11.9发送HTTP响应 433
11.9.1 ngx_http_send_header 434
11.9.2 ngx_http_output_filter 436
11.9.3 ngx_ http_writer 440
11.10结束HTTP请求 442
11.10.1 ngx_http_ close_connection 443
11.10.2 ngx_http_ free_request 444
11.10.3 ngx_http_ close_request 446
11.10.4 ngx_http_finalize_ connection 447
11.10.5 ngx_ http_terminate_ request 447
11.10.6 ngx_http_finalize request 448
11.11小结 452
第12章upstream机制的设计与实现 453
12.1 upstream机制概述 453
12.1.1设计目的 454
12.1.2 ngx_http_ upstream_ t数据结构的意义 456
12.1.3 ngx_ http_ upstream conf_t配置结构体 459
12.2启动upstream 462
12.3与上游服务器建立连接 464
12.4发送请求到上游服务器 467
12.5接收上游服务器的响应头部 470
12.5.1应用层协议的两段划分方式 470
12.5.2处理包体的3种方式 471
12.5.3接收响应头部的流程 473
12.6不转发响应时的处理流程 476
12.6.1 input_fiilter方法的设计 477
12.6.2默认的input_filter方法 478
12.6.3接收包体的流程 479
12.7以下游网速优先来转发响应 481
12.7.1转发响应的包头 482
12.7.2转发响应的包体 484
12.8以上游网速优先来转发响应 489
12.8.1 ngx_event_pipe_t结构体的意义 489
12.8.2转发响应的包头 493
12.8.3转发响应的包体 495
12.8.4 ngx_event_pipe_read_upstream方法 498
12.8.5 ngx_ event_pipe_ write_to_downstream方法 502
12.9结束upstream请求 504
12.10小结 508
第13章 邮件代理模块 509
13.1邮件代理服务器的功能 509
13.2邮件模块的处理框架 512
13.2.1一个请求的8个独立处理阶段 512
13.2.2邮件类模块的定义 514
13.2.3邮件框架的初始化 516
13.3初始化请求 517
13.3.1描述邮件请求的ngx_ mail_session_t结构体 517
13.3.2初始化邮件请求的流程 519
13.4接收并解析客户端请求 520
13.5邮件认证 520
13.5.1 ngx_mail_ auth_ http_ctx_t结构体 520
13.5.2与认证服务器建立连接 522
13.5.3发送请求到认证服务器 522
13.5.4接收并解析响应 525
13.6与上游邮件服务器间的认证交互 526
13.6.1 ngx_ mail_proxy_ ctx_ t结构体 526
13.6.2向上游邮件服务器发起连接 527
13.6.3与邮件服务器认证交互的过程 528
13.7透传上游邮件服务器与客户端间的流 530
13.8小结 535
第14章 进程间的通信机制 536
14.1概述 536
14.2共享内存 536
14.3原子操作 541
14.3.1不支持原子库下的原子操作 541
14.3.2 x86架构下的原子操作 542
14.3.3自旋锁 545
14.4 Nginx频道 546
14.5信号 549
14.6信号量 551
14.7文件锁 553
14.8互斥锁 556
14.8.1文件锁实现的ngx_ shmtx_t锁 558
14.8.2原子变量实现的ngx_ shmtx_ t锁 560
14.9小结 565