nginx处理http请求实例详解
author:一佰互联 2019-04-23   click:146

     本文在这基础上分析nginx服务器收到http请求行、请求头部后,http框架是如何调度各个http模块共同完成这个http请求。例如: http框架调度静态模块,获取服务器目录下的某个html页面返回给客户端; 或者http框架调度access权限访问模块,判断这个客户端是否有权限访问服务器。

一、event事件与http框架的交互

        在接收完http请求行、http请求头部后,会调用ngx_http_process_request这个函数开始处理http请求。因为一个http请求由11个处理阶段组成,而每一个处理阶段都允许多个http模块介入,因此在这个函数中,将调度各个阶段的http模块共同完成这个请求。

//接收到http请求行与请求头后,http的处理流程,是第一个http处理请求的读事件回调 //这个函数执行后,将把读写事件的回调设置为ngx_http_request_handler。这样下次再有事件时 //将调用ngx_http_request_handler函数来处理,而不会再调用ngx_http_process_request了 static void ngx_http_process_request(ngx_http_request_t *r) {   ngx_connection_t *c;   c = r->connection;   //因为已经接收完http请求行、请求头部了,准备调用各个http模块处理请求了。   //因此需要接收任何来自客户端的读事件,也就不存在接收http请求头部超时问题   if (c->read->timer_set)    {     ngx_del_timer(c->read);   }   //重新设置当前连接的读写事件回调   c->read->handler = ngx_http_request_handler;   c->write->handler = ngx_http_request_handler;   //设置http请求对象的读事件回调,这个回调不做任何的事情。   //那http请求对象的读事件回调,与上面的连接对应的读事件回调有什么关系呢?   //当读事件发生后,连接对应的读事件回调ngx_http_request_handler会被调用,   //在这个回调内会调用http请求对象的读事件回调ngx_http_block_reading,而这个回调是   //不会做任何事件的,因此相当于忽略了读事件。因为已经接收完了请求行请求头,现在要做的是调用各个http模块,   //对接收到的请求行请求头进行处理   r->read_event_handler = ngx_http_block_reading;    //调用各个http模块协同处理这个请求   ngx_http_handler(r);   //处理子请求   ngx_http_run_posted_requests(c); }

      ngx_http_process_request函数只会被调用一次。如果一次调度并不能处理完11个http阶段,那会将连接对象对应的读事件、写事件回调设置为ngx_http_request_handler。而请求对象的读事件设置为ngx_http_block_reading, 请求对象的写事件回调设置为ngx_http_core_run_phases, 这个回调在ngx_http_handler内设置。这样在事件再次到来时不会调用

ngx_http_process_request函数处理了。那event事件模块的读写事件回调与http请求对象的读写事件回调有什么关系呢?

//http请求处理读与写事件的回调,在ngx_http_process_request函数中设置。 //这个函数中将会调用http请求对象的读写事件回调。将event事件模块与http框架关联起来 static void ngx_http_request_handler(ngx_event_t *ev) {   //如果同时发生读写事件,则只有写事件才会触发。写事件优先级更高   if (ev->write)    {     r->write_event_handler(r);  //在函数ngx_http_handler设置为:ngx_http_core_run_phases    }   else   {     r->read_event_handler(r);  //在函数ngx_http_process_request设置为:ngx_http_block_reading   }    //处理子请求   ngx_http_run_posted_requests(c); } 

可以看到,连接对象的读事件回调中,会调用http请求对象的读事件回调。连接对象的写事件回调会调用http请求对象的写事件回调。

        图中可看出,在event的读事件发生时,epoll返回后会调用读事件的回调ngx_http_request_handler。在这个读事件回调中,又会调用http框架,也就是http请求对象的读事件回调ngx_http_block_reading,这个http请求对象的读事件回调是不做任何事情的,相当于忽略读事件。因此http框架将会返回到事件模块。那为什么要忽略读事件呢?因为http请求行、请求头部都已经全部接收完成了, 现在要做的是调度各个http模块共同协作,完成对接收到的请求行,请求头部的处理。因此不需要接收来自客户端任何数据了。

        

        对于写事件的处理就复杂多了,  在event的写事件发生时,epoll返回后会调用写事件的回调ngx_http_request_handler,在这个写事件回调中,又会调用http框架,也就是http请求对象的写事件回调ngx_http_core_run_phases。这个http框架的回调会调度介入11个请求阶段的各个http模块的hander方法,共同完成http请求。

二、调度http模块处理请求

        在上面代码中,会调度ngx_http_core_run_phases这个函数,使得各个http模块能介入到http请求中来。而这个函数是在ngx_http_handler设置的。

//调用各个http模块协同处理这个请求 void ngx_http_handler(ngx_http_request_t *r) {   //不需要进行内部跳转。什么是内部跳转? 例如有个location结构,里面的   //   if (!r->internal)     {     //将数组序号设为0,表示从数组第一个元素开始处理http请求     //这个下标很重要,决定了当前要处理的是11个阶段中的哪一个阶段,     //以及由这个阶段的哪个http模块处理请求     r->phase_handler = 0;   }    else    {     //需要做内部跳转     cmcf = ngx_http_get_module_main_conf(r, ngx_http_core_module);     //将序号设置为server_rewrite_index     r->phase_handler = cmcf->phase_engine.server_rewrite_index;   }   //设置请求对象的写事件回调,这个回调将会调度介入11个http阶段的各个http模块   //共同完成对请求的处理   r->write_event_handler = ngx_http_core_run_phases;   //开始调度介入11个http阶段的各个http模块   ngx_http_core_run_phases(r); } 

而ngx_http_core_run_phases函数就很简单了,调度介入11个http处理阶段的所有http模块的checker方法。

//调用各个http模块协同处理这个请求, checker函数内部会修改phase_handler void ngx_http_core_run_phases(ngx_http_request_t *r) {   cmcf = ngx_http_get_module_main_conf(r, ngx_http_core_module);   ph = cmcf->phase_engine.handlers;   //调用各个http模块的checker方法,使得各个http模块可以介入http请求   while (ph[r->phase_handler].checker)   {     rc = ph[r->phase_handler].checker(r, &ph[r->phase_handler]);     //从http模块返回NGX_OK,http框架则会把控制全交还给事件模块     if (rc == NGX_OK)         {       return;     }   } 

假设阶段2有三个http模块介入了http请求, 阶段3有一个模块介入了http请求、阶段4也有一个模块介入了请求。当开始处理阶段2时,将调用阶段2中的所有http模块进行处理,此时phase_handler指向阶段2的开始位置。之后每处理完阶段2中的一个模块时,phase_handler指向阶段2的下一个模块,直到阶段2处理完成。

        当阶段2中的所有http模块都处理完成时,phase_handler将指向阶段3

        因阶段3只有一个http模块,因此当阶段3中的所有http模块都处理完成时,phase_handler将指向阶段4

        那这个handlers数组是什么时候创建的呢? 每一个http模块的checker回调又是做什么呢? 接下来将分析这两个问题

三、11个http请求阶段数组创建

        在解析nginx.conf配置文件时,解析到http块时,会调用ngx_http_block这个函数开始解析http块。在这个函数中,也会把所有需要介入到11个http请求阶段的http模块,注册到数组中。

//开始解析http块 static char * ngx_http_block(ngx_conf_t *cf, ngx_command_t *cmd, void *conf) {   //http配置解析完成后的后续处理,使得各个http模块可以介入到11个http阶段   for (m = 0; ngx_modules[m]; m++)    {     if (ngx_modules[m]->type != NGX_HTTP_MODULE)      {       continue;     }      module = ngx_modules[m]->ctx;     if (module->postconfiguration)      {       //每一个http模块的在这个postconfiguration函数中,都可以把自己注册到11个http阶段       if (module->postconfiguration(cf) != NGX_OK)        {         return NGX_CONF_ERROR;       }     }   } } 

        例如ngx_http_static_module静态模块,会将自己介入11个http阶段的NGX_HTTP_CONTENT_PHASE阶段回调设置为ngx_http_static_handler

//静态模块将自己注册到11个http请求阶段中的NGX_HTTP_CONTENT_PHASE阶段 static ngx_int_t ngx_http_static_init(ngx_conf_t *cf) {   cmcf = ngx_http_conf_get_module_main_conf(cf, ngx_http_core_module);   h = ngx_array_push(&cmcf->phases[NGX_HTTP_CONTENT_PHASE].handlers);    //静态模块在NGX_HTTP_CONTENT_PHASE阶段的处理方法   *h = ngx_http_static_handler;    return NGX_OK; } 

例如: ngx_http_access_module访问权限模块,会将自己介入11个http阶段的NGX_HTTP_ACCESS_PHASE阶段回调设置为ngx_http_access_handler

//访问权限模块将自己注册到11个http请求阶段中的NGX_HTTP_ACCESS_PHASE阶段 static ngx_int_t ngx_http_access_init(ngx_conf_t *cf) {   cmcf = ngx_http_conf_get_module_main_conf(cf, ngx_http_core_module);   h = ngx_array_push(&cmcf->phases[NGX_HTTP_ACCESS_PHASE].handlers);      //访问权限模块在NGX_HTTP_ACCESS_PHASE阶段的处理方法   *h = ngx_http_access_handler;      return NGX_OK; } 

上面的这些操作,只是把需要介入到11个http阶段的http模块保存到了ngx_http_core_main_conf_t中的phases成员中,并没有保存到phase_engine中。那什么时候将phases的内容保存到phase_engine中呢?  还是在ngx_http_block函数中完成

//开始解析http块 static char * ngx_http_block(ngx_conf_t *cf, ngx_command_t *cmd, void *conf) {     //初始化请求的各个阶段   if (ngx_http_init_phase_handlers(cf, cmcf) != NGX_OK)    {     return NGX_CONF_ERROR;   } } 

假设阶段1有一个http模块介入请求,阶段2有三个http模块介入请求、阶段3也有一个http模块介入请求。则ngx_http_init_phase_handlers这个函数调用后,从ngx_http_phase_t   phases[11]数组转换到ngx_http_phase_handler_t    handlers数组的过程如下图所示:

//初始化请求的各个阶段 static ngx_int_t ngx_http_init_phase_handlers(ngx_conf_t *cf, ngx_http_core_main_conf_t *cmcf) {   //11个http请求阶段,每一个阶段都可以有多个http模块介入。   //这里统计11个节点一共有多个少http模块。以便下面开辟空间   for (i = 0; i < NGX_HTTP_LOG_PHASE; i++)    {     n += cmcf->phases[i].handlers.nelts;   }   //开辟空间,存放介入11个处理阶段的所有http模块的回调   ph = ngx_pcalloc(cf->pool,n * sizeof(ngx_http_phase_handler_t) + sizeof(void *));   cmcf->phase_engine.handlers = ph;   n = 0;    //对于每一个http处理阶段,给该阶段中所有介入的http模块赋值   for (i = 0; i < NGX_HTTP_LOG_PHASE; i++)   {     h = cmcf->phases[i].handlers.elts;      switch (i)      {       case NGX_HTTP_SERVER_REWRITE_PHASE://根据请求的uri查找location之前,修改请求的uri阶段         if (cmcf->phase_engine.server_rewrite_index == (ngx_uint_t) -1)          {           cmcf->phase_engine.server_rewrite_index = n; //重定向模块在数组中的位置         }         checker = ngx_http_core_rewrite_phase;   //每一个阶段的checker回调         break;       case NGX_HTTP_FIND_CONFIG_PHASE://根据请求的uri查找location阶段(只能由http框架实现)         find_config_index = n;         ph->checker = ngx_http_core_find_config_phase;         n++;         ph++;         continue;       case NGX_HTTP_REWRITE_PHASE:  //根据请求的rui查找location之后,修改请求的uri阶段         if (cmcf->phase_engine.location_rewrite_index == (ngx_uint_t) -1)         {           cmcf->phase_engine.location_rewrite_index = n;         }         checker = ngx_http_core_rewrite_phase;         break;       case NGX_HTTP_POST_REWRITE_PHASE: //NGX_HTTP_REWRITE_PHASE阶段修改rul后,防止递归修改uri导致死循环阶段         if (use_rewrite)          {           ph->checker = ngx_http_core_post_rewrite_phase;           ph->next = find_config_index;//目的是为了地址重写后,跳转到NGX_HTTP_FIND_CONFIG_PHASE阶段,根据                         //url重写查找location           n++;           ph++;         }         continue;       case NGX_HTTP_ACCESS_PHASE:     //是否允许访问服务器阶段         checker = ngx_http_core_access_phase;         n++;         break;       case NGX_HTTP_POST_ACCESS_PHASE:  //根据NGX_HTTP_ACCESS_PHASE阶段的错误码,给客户端构造响应阶段         if (use_access)          {           ph->checker = ngx_http_core_post_access_phase;           ph->next = n;           ph++;         }         continue;       case NGX_HTTP_TRY_FILES_PHASE:   //try_file阶段         if (cmcf->try_files)          {           ph->checker = ngx_http_core_try_files_phase;           n++;           ph++;         }         continue;       case NGX_HTTP_CONTENT_PHASE:    //处理http请求内容阶段,大部分http模块最愿意介入的阶段         checker = ngx_http_core_content_phase;         break;       default:         //NGX_HTTP_POST_READ_PHASE,          //NGX_HTTP_PREACCESS_PHASE,          //NGX_HTTP_LOG_PHASE三个阶段的checker方法         checker = ngx_http_core_generic_phase;     }     n += cmcf->phases[i].handlers.nelts;     //每一个阶段中所介入的所有http模块,同一个阶段中的所有http模块有唯一的checker回调,     //但handler回调每一个模块自己实现     for (j = cmcf->phases[i].handlers.nelts - 1; j >=0; j--)      {       ph->checker = checker;           ph->handler = h[j];       ph->next = n;       ph++;     }   }   return NGX_OK; } 

四、http阶段的checker回调

        在11个http处理阶段中,每一个阶段都有一个checker函数,当然有些阶段的checker函数是相同的。对每一个处理阶段,介入这个阶段的所有http模块都共用同一个checker函数。这些checker函数的作用是调度介入这个阶段的所有http模块的handler方法,或者切换到一下个http请求阶段。下面分析下NGX_HTTP_POST_READ_PHASE,NGX_HTTP_PREACCESS_PHASE,NGX_HTTP_LOG_PHASE三个阶段的checker方法。

//NGX_HTTP_POST_READ_PHASE,  //NGX_HTTP_PREACCESS_PHASE,  //NGX_HTTP_LOG_PHASE三个阶段的checker方法 //返回值: NGX_OK,http框架会将控制权交还给epoll模块 ngx_int_t ngx_http_core_generic_phase(ngx_http_request_t *r,ngx_http_phase_handler_t *ph) {   ngx_int_t rc;   //调用http模块的处理方法,这样这个http模块就介入到了这个请求阶段   rc = ph->handler(r);   //跳转到下一个http阶段执行   if (rc == NGX_OK)           {     r->phase_handler = ph->next;     return NGX_AGAIN;   }      //执行本阶段的下一个http模块   if (rc == NGX_DECLINED)        {     r->phase_handler++;     return NGX_AGAIN;   }    //表示刚执行的handler无法在这一次调度中处理完这一个阶段,   //需要多次调度才能完成   if (rc == NGX_AGAIN || rc == NGX_DONE)                           {     return NGX_OK;   }   //返回出错   /* rc == NGX_ERROR || rc == NGX_HTTP_... */   ngx_http_finalize_request(r, rc);    return NGX_OK; } 

到此http框架调度各个http模块共同完成http请求已经分析完了,

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