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那誰的技術博客

感興趣領域:高性能服務器編程,存儲,算法,Linux內核
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數據加載中……

Nginx0.7.61代碼分析(二)--worker子進程之間的負載均衡

緊跟著上一節所講的,Nginx里面worker子進程之間相互獨立,各自接收新的連接,接收數據報文,處理請求,等等。

但是,由于監聽socket是由父進程創建的,所以在子進程調用accept函數接收新的連接時可能會出現所謂的驚群(thundering herd), 其實這個現象即使出現,我個人認為對性能的影響也不會太大,不就是一次accept操作失敗么。另外呢,子進程之間雖然是獨立工作的,但是,也可能出現不同的子進程之間負載不均衡的情況,比如某些子進程處理1000個連接,有的子進程處理100個連接,差了十倍。

Nginx里面,針對上面提到的兩點,對程序進行了一些優化。來看看ngx_process_events_and_timers 函數里面的代碼,這個函數是worker子進程中服務器主循環每次循環都會調用的函數:

    // 如果使用了accept mutex 
   
if (ngx_use_accept_mutex) {
        // 如果當前禁止accept操作的計數還大于0
        
if (ngx_accept_disabled > 0) {
            // 將這個計數減一
            ngx_accept_disabled
--;

        } 
else {
            // 嘗試獲取accept鎖
            
if (ngx_trylock_accept_mutex(cycle) == NGX_ERROR) {
                
return;
            }
          
            // 如果獲取到了accept鎖
            
if (ngx_accept_mutex_held) {
                flags 
|= NGX_POST_EVENTS;

            } 
else {
                // 否則, 如果滿足下面兩個條件,將定時器置為ngx_accept_mutex_delay, 這個值是一個配置參數指定的
                
if (timer == NGX_TIMER_INFINITE
                    
|| timer > ngx_accept_mutex_delay)
                {
                    timer 
= ngx_accept_mutex_delay;
                }
            }
        }
    }

    // 記下當前時間點
    delta 
= ngx_current_msec;

    //  處理事件
    (
void) ngx_process_events(cycle, timer, flags);

    // 得到處理事件所用的時間
    delta 
= ngx_current_msec - delta;

    ngx_log_debug1(NGX_LOG_DEBUG_EVENT, cycle
->log, 0,
                   
"timer delta: %M", delta);

    // 如果有accept事件發生, 就去處理accept事件,其實最后就是調用accept函數接收新的連接
    
if (ngx_posted_accept_events) {
        ngx_event_process_posted(cycle, 
&ngx_posted_accept_events);
    }

    // 已經處理完接收新連接的事件了,如果前面獲取到了accept鎖,那就解鎖
    
if (ngx_accept_mutex_held) {
        ngx_shmtx_unlock(
&ngx_accept_mutex);
    }

    
if (delta) {
        ngx_event_expire_timers();
    }

    ngx_log_debug1(NGX_LOG_DEBUG_EVENT, cycle
->log, 0,
                   
"posted events %p", ngx_posted_events);

    // 除了accepet事件之外的其他事件放在這個隊列中, 如果隊列不為空,就去處理相關的事件
    
if (ngx_posted_events) {
        
if (ngx_threaded) {
            ngx_wakeup_worker_thread(cycle);

        } 
else {
            ngx_event_process_posted(cycle, 
&ngx_posted_events);
        }
    }

上面的代碼中,ngx_accept_disabled變量是在函數ngx_event_accept中被賦值的:
        ngx_accept_disabled = ngx_cycle->connection_n / 8
                              
- ngx_cycle->free_connection_n;
簡單的理解,當前已經接收的連接(connection_n)越多,可用的空閑連接(free_connection_n)越少,這個值越大。

所以呢,假如某個子進程,當前已經接收了一定數量的連接,那么這個計數值就會相應的大,也就是說,這個子進程將會暫緩(注意,不是暫停)接收新的連接,而去專注于處理當前已經接收的連接;反之,如果某子進程當前處理的連接數量少,那么這個計數就會相應的小,于是這個較為空閑的子進程就會更多的接收新的連接請求。這個策略,確保了各個worker子進程之間負載是相對均衡的,不會出現某些子進程接收的連接特別多,某些又特別少。

同樣的,在這段代碼中,看到了即使現在子進程可以接收新的連接,也需要去競爭以獲取accept鎖,只有獲得了這個鎖才能接收新的連接,所以避免了前面提到的驚群現象的發生。

另外,在linux的新版內核中,加入了一個所謂的"cpu affinity"的特性,利用這個特性,你可以指定哪些進程只能運行在哪些CPU上面,我對這個不太熟悉,查看了一些資料,提到的說法是,有了這個特性,比如進程A在CPU1上面運行,那么在CPU1上面會cache一些與該進程相關的數據,那么再次調用的時候性能方面就會高效一些,反之,如果頻繁的切換到不同的CPU上面去運行,那么之前在別的CPU上面的cache就會失效。

Nginx里面針對Linux內核的這個特性做了一些優化,它也可以在配置文件中指定哪些子進程可以運行在哪些CPU上面,這個優化與配置選項worker_cpu_affinity有關。可以在 http://wiki.nginx.org/NginxCoreModule 找到關于這個配置相關的信息。


posted on 2009-12-08 21:48 那誰 閱讀(7538) 評論(7)  編輯 收藏 引用 所屬分類: 服務器設計Nginx

評論

# re: Nginx0.7.61代碼分析(二)--worker子進程之間的負載均衡  回復  更多評論   

很好,不錯,
沒研究過nginx, 根據你的描述有兩個問題問一下
1. 主進程listen, listen_fd 可讀了,通知子進程,或者子進程自己能檢測到
如果子進程正在處理事件呢?好,就算全都是非阻塞的,那么循環很快轉
回來,處理accept或檢查listen_fd是否可讀,那這樣就不算是事件驅動
了,每次都是自己主動是檢測?
2. 如果子進程沒有事件怎么樣?會不會空轉? 睡眠機制是什么?
2009-12-09 11:45 | cui

# re: Nginx0.7.61代碼分析(二)--worker子進程之間的負載均衡  回復  更多評論   

你的http://code.google.com/p/commoncache/wiki/demo這個工程,代碼高亮是怎么弄的呀???
2009-12-09 21:41 | hlysh

# re: Nginx0.7.61代碼分析(二)--worker子進程之間的負載均衡  回復  更多評論   

http://code.google.com/p/commoncache/wiki/demo
2009-12-09 21:41 | hlysh

# re: Nginx0.7.61代碼分析(二)--worker子進程之間的負載均衡  回復  更多評論   

@cui
1)父進程不用通知子進程,因為子進程是繼承了從父進程里創建的監聽socket
2)沒有事件的時候子進程將會阻塞在select/poll操作上。
2009-12-09 23:14 | 那誰

# re: Nginx0.7.61代碼分析(二)--worker子進程之間的負載均衡  回復  更多評論   

@hlysh
http://code.google.com/p/support/wiki/WikiSyntax#Code
2009-12-09 23:15 | 那誰

# re: Nginx0.7.61代碼分析(二)--worker子進程之間的負載均衡  回復  更多評論   

看了下代碼,所有的work子進程都可以accept 父進程創建的listenning socket?
很少見過這樣的用法阿
wirelesser[at]hotmail.com
2010-04-13 17:51 | ww

# re: Nginx0.7.61代碼分析(二)--worker子進程之間的負載均衡[未登錄]  回復  更多評論   

http://simohayha.javaeye.com/說得好
2010-07-22 16:08 | 111
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