【新书速递】深入理解Nginx底层原理与设计，轻松应对高并发
导读：我们为什么需要学习Nginx呢？高性能，高稳定，优雅的模块化编程等就不提了，就说一个理由：Nginx是目前最受欢迎的web服务器，据统计，全球平均每3个网站，就有一个使用Nginx。如果你不懂Nginx，日常很多工作可能都无法开展。
最近看到过这么一句话："Nginx master进程接收到客户端请求，转发给worker进程处理"。如果你不懂Nginx，就有可能也闹出类似的笑话。
当你需要搭建一套webserver时，可能基本的一些配置都一头雾水。location匹配规则你清楚吗，正则匹配、最大前缀匹配和精确匹配的顺序以及优先级你能记得住吗？反向代理proxy_pass以及fastcgi_pass你知道怎么配置吗？限流负载均衡等基本功能又怎么配置呢？一大堆配置有时真的让人头疼。
线上环境Nginx曾出现"no live upstreams"。顾名思义，Nginx认为所有上游节点都挂掉了，此时Nginx直接向客户端返回502，而不会请求上游节点。这时候你该想想，Nginx是依据什么判断上游节点都挂掉了？出现这种错误后，Nginx又是怎么恢复的呢？
线上环境高峰期Nginx还出现过这种错误："Resource temporarily unavailable"，对应的错误码是EAGAIN。非阻塞读写socket遇到EAGAIN不是通常稍等再尝试吗？其实通过源码里的一句注释就能瞬间明白了："Linux returns EAGAIN instead of ECONNREFUSED for unix sockets if listen queue is full"。原来如此，Nginx和FPM之间是通过域套接字建立连接的，监听队列满了，系统直接返回的是EAGAIN，而不是我们平时了解的ECONNREFUSED；而Nginx在发起连接connect时，如果返回EAGAIN直接结束请求返回502。
这本书详解了Nginx架构、执行流程、模块实现与数据结构，剖析了Nginx源码设计精髓与应用。带你深入理解Nginx底层原理与设计，掌握高性能Web服务器开发核心，轻松应对高并发。
不同于市面上常见的Nginx应用书籍，本书从Nginx底层的多进程模型、异步非阻塞I/O、数据结构与内存管理、通信协议与机制等角度分析了Nginx的底层原理和设计思路，揭示了Nginx高并发、高性能的本质。
本书特色
内容丰富：除了Nginx相关的进程、数据结构、配置、HTTP模块、内存等内容，还附带编译脚手架和RTMP模块的详细讲解。通过学习这些内容，读者可以了解模块的构成，开发定制模块。
深入浅出：Nginx源码设计中涉及很多知识，这对入门读者来说有一定的难度。所以本书结合案例分析，让读者更轻松地理解这些庞杂、有难度的知识。
实战讲解：通过关键代码片段以及原理分析进行实战难点讲解。某些代码分析还带有源码调试分析与处理流程图，便于读者动手实战，快速入门。
主要内容
本书共12章，主要内容介绍如下。
第1章介绍Nginx源码与编译安装。
第2章介绍Nginx基础架构与设计理念，这两章从Nginx的优势、源码结构、进程模型等几个方面概述Nginx。
第3章介绍Nginx的内存管理，从内存池、共享内存两方面介绍Nginx内存管理的相关内容。
第4章介绍Nginx的基本数据结构，包括字符串、数组、链表、队列、散列、红黑树、基数树的数据结构和算法。
第5章解析Nginx的配置文件，通过对main配置块、events配置块与http配置块的详细介绍，概述Nginx配置解析的全过程。
第6章介绍Nginx进程机制，通过进程模式、Master进程、Worker进程以及进程间通信机制，完整介绍Nginx进程的管理。
第7章介绍HTTP模块，通过服务初始化、请求解析、HTTP请求处理以及HTTP请求响应，详细介绍HTTP模块的处理过程。
第8章介绍Upstream机制，对Upstream初始化、上下游连接建立、长连接、FastCGI模块做了详细介绍。
第9章介绍Event模块实现，内容涉及Nginx事件模型的文件事件、时间事件、进程池、连接池等事件处理流程。
第10章介绍Nginx的负载均衡、限流、日志等模块的实现。
第11章介绍跨平台实现，对Nginx的configure编译文件、跨平台原子操作和锁进行详细介绍。
第12章介绍基于Nginx的RTMP直播服务实现。
目录
前 言
第1章 Nginx源码与编译安装 1
1.1 Nginx优势与4种应用示例 1
1.2 Nginx源码结构 4
1.3 Nginx编译安装 5
1.4 本章小结 6
第2章 Nginx基础架构与设计理念 7
2.1 Nginx进程模型 7
2.2 Nginx模块化设计 9
2.2.1 模块分类 9
2.2.2 模块接口 10
2.2.3 模块分工 12
2.3 Nginx事件驱动 13
2.4 本章小结 14
第3章 Nginx内存管理 15
3.1 Nginx内存管理简介 15
3.2 Nginx内存池 16
3.2.1 内存池结构 16
3.2.2 申请内存 17
3.2.3 释放内存 20
3.3 Nginx共享内存 22
3.3.1 共享内存的创建及销毁 22
3.3.2 互斥锁 23
3.3.3 共享内存管理 25
3.3.4 共享内存使用 30
3.4 本章小结 31
第4章 基本数据结构 32
4.1 字符串 32
4.2 数组 33
4.3 链表 35
4.4 队列 37
4.5 散列 42
4.6 红黑树 46
4.7 基数树 56
4.8 本章小结 59
第5章 配置文件解析 60
5.1 配置文件简介 60
5.2 主函数ngx_conf_parse 63
5.3 解析main配置 65
5.3.1 创建main配置上下文 65
5.3.2 解析配置指令 66
5.4 解析events配置块 69
5.5 解析http配置块 71
5.5.1 main配置解析 71
5.5.2 server配置解析 74
5.5.3 location配置解析 76
5.5.4 配置合并 79
5.5.5 location配置再处理 81
5.5.6 upstream配置解析 83
5.6 本章小结 85
第6章 Nginx进程机制 86
6.1 Nginx进程模式 86
6.1.1 daemon模式 86
6.1.2 单进程模式和多进程模式 88
6.1.3 进程模式源码解析 88
6.2 Master进程 91
6.3 Worker进程 93
6.4 进程间通信机制 99
6.4.1 信号定义 99
6.4.2 信号注册 101
6.4.3 信号处理 102
6.4.4 Master进程处理机制 106
6.4.5 Worker进程处理机制 110
6.4.6 Master进程与Worker进程通信 111
6.5 本章小结 115
第7章 HTTP模块 116
7.1 整体流程 117
7.1.1 HTTP模块初始化 117
7.1.2 HTTP请求解析 118
7.1.3 HTTP请求处理与响应 120
7.2 HTTP服务初始化 123
7.2.1 模块初始化 123
7.2.2 事件初始化 126
7.2.3 HTTP会话建立 128
7.3 HTTP请求解析 130
7.3.1 基础结构体 131
7.3.2 接收请求流程 135
7.3.3 解析请求行 137
7.3.4 解析请求头 143
7.4 HTTP请求处理 148
7.4.1 多阶段划分 148
7.4.2 11个阶段初始化 153
7.4.3 处理HTTP请求 155
7.4.4 处理请求体 169
7.5 HTTP请求响应 177
7.5.1 过滤模块 177
7.5.2 发送HTTP响应 182
7.5.3 结束HTTP响应 190
7.6 本章小结 197
第8章 Upstream机制 198
8.1 Upstream简介 198
8.2 初始化Upstream 200
8.3 与上游建立连接 205
8.4 发送请求到上游 208
8.5 处理上游响应头 210
8.6 处理上游响应体 213
8.7 结束请求 217
8.8 重试机制 219
8.9 长连接 220
8.10 FastCGI模块 225
8.10.1 FastCGI协议简介 225
8.10.2 FastCGI通信流程 226
8.10.3 Nginx FastCGI 227
8.11 本章小结 228
第9章 Event模块实现 229
9.1 基础知识及相关配置项介绍 230
9.1.1 基本概念 230
9.1.2 基本网络模型 230
9.1.3 epoll网络模型 231
9.1.4 Event模块相关配置项介绍 234
9.2 Nginx事件模型 234
9.2.1 文件事件 235
9.2.2 时间事件 235
9.2.3 进程池 237
9.2.4 监听池 237
9.2.5 连接池 238
9.2.6 事件池 240
9.2.7 Event模块初始化过程 244
9.2.8 请求处理流程 257
9.3 Nginx的惊群处理 262
9.4 Nginx的陈旧事件处理 264
9.5 本章小结 266
第10章 其他模块 267
10.1 负载均衡模块 267
10.1.1 Nginx负载均衡算法简介 267
10.1.2 Nginx负载均衡配置指令 268
10.1.3 Nginx负载均衡算法实现 270
10.2 限流模块 276
10.2.1 常见限流算法 276
10.2.2 Nginx限流配置 277
10.2.3 限流实现原理 278
10.3 日志模块 287
10.3.1 日志模块配置指令 288
10.3.2 日志模块实现原理 290
10.4 本章小结 295
第11章 跨平台实现 296
11.1 configure实现详解 296
11.2 跨平台的原子操作和锁 304
11.3 信号量 311
11.4 信号和进程管理 315
11.5 共享内存 322
11.6 本章小结 325
第12章 基于Nginx的RTMP直播服务实现 326
12.1 Nginx-RTMP简介 326
12.2 握手 328
12.3 分块 331
12.4 Nginx-RTMP模块 335
12.5 中继模块 342
12.6 本章小结 347
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