OpenResty實戰系列 | 執行流程與階段詳解

作者：Tinywan 2024-07-15 09:58:03

Nginx處理請求的過程一共劃分為11個階段，按照執行順序依次是post-read、server-rewrite、find-config、rewrite、post-rewrite、 preaccess、access、post-access、try-files、content、log。

場景

我們先定義一個location塊級指令phase_echo來處理客戶端發過來請求URI處理。

location /phase_echo {
    set $name "Tinywan";
    echo $name;
    set $name "開源技術小棧";
    echo $name;
    set $name "Tinywan 開源技術小棧";
    echo $name;
}

請求訪問輸出結果：

PS C:\Users\Tinywan\Desktop> curl -i http://openresty.tinywan.com/phase_echo
HTTP/1.1 200 OK
Server: openresty/1.17.8.2
Date: Sun, 14 Jul 2024 00:31:18 GMT
Content-Type: application/octet-stream
Transfer-Encoding: chunked
Connection: keep-alive

Tinywan 開源技術小棧
Tinywan 開源技術小棧
Tinywan 開源技術小棧

為什么輸出全部是Tinywan 開源技術小棧。也就是最后一個設置的變量值呢？前面設置的怎么都沒生效嗎？

這是因為Nginx處理每一個用戶請求時，都是按照若干個不同階段依次處理的，而不是根據配置文件上的順序。以上配置涉及到了兩個階段 rewrite和content階段。

set屬于rewrite階段
echo屬于content階段

而實際執行執行是 rewrite階段的指令在 content階段指令之前執行。實際的執行順序應當是以下這樣子的。

set $name "Tinywan";
set $name "開源技術小棧";
set $name "Tinywan 開源技術小棧";
echo $name;
echo $name;
echo $name;

所以這就是為什么最終會輸出Tinywan 開源技術小棧。帶著以上配置文件中執行的指令，讓我們進入Nginx執行流程與階段詳解。

Nginx執行階段

所以整個請求的過程，是按照不同的階段執行的，在某個階段執行完該階段的指令之后，再進行下一個階段的指令執行。

執行階段示例

圖片

post-read：讀取請求內容階段，nginx讀取并解析完請求頭之后就立即開始運行。例如模塊 ngx_realip 就在 post-read 階段注冊了處理程序。它的功能是迫使 Nginx 認為當前請求的來源地址是指定的某一個請求頭的值。
server-rewrite：server請求地址重寫階段，當ngx_rewrite模塊的set配置指令直接書寫在server配置塊中時，基本上都是運行在server-rewrite階段。
find-config：配置查找階段，這個階段并不支持Nginx模塊注冊處理程序，而是由Nginx核心來完成當前請求與location配置塊之間的配對工作。
rewrite：location請求地址重寫階段，當ngx_rewrite指令用于location中，就是再這個階段運行的。另外ngx_set_misc(設置md5、encode_base64等)模塊的指令，還有ngx_lua模塊的set_by_lua指令和rewrite_by_lua指令也在此階段。
post-rewrite：請求地址重寫提交階段，當nginx完成rewrite階段所要求的內部跳轉動作，如果rewrite階段有這個要求的話。
preaccess：訪問權限檢查準備階段，ngx_limit_req和ngx_limit_zone在這個階段運行，ngx_limit_req可以控制請求的訪問頻率，ngx_limit_zone可以控制訪問的并發度；
access：訪問權限檢查階段，標準模塊ngx_access、第三方模塊ngx_auth_request以及第三方模塊ngx_lua的access_by_lua 指令就運行在這個階段。配置指令多是執行訪問控制相關的任務，如檢查用戶的訪問權限，檢查用戶的來源IP是否合法。
post-access：訪問權限檢查提交階段；主要用于配合access階段實現標準ngx_http_core模塊提供的配置指令satisfy的功能。satisfy all(與關系)，satisfy any(或關系)
try-files：配置項try_files處理階段；專門用于實現標準配置指令try_files的功能，如果前N-1個參數所對應的文件系統對象都不存在，try-files 階段就會立即發起內部跳轉到最后一個參數(即第 N 個參數)所指定的URI.
content：內容產生階段，是所有請求處理階段中最為重要的階段，因為這個階段的指令通常是用來生成HTTP響應內容并輸出 HTTP 響應的使命.
log：日志模塊處理階段，記錄日志

OpenResty 的運行機制

圖片

圖片來源：https://yxudong.github.io。

OpenResty 執行階段

OpenResty發起一個請求時，會有相應的執行流程，Nginx與Lua編寫腳本的基本構建塊是指令執行順序的。

從圖中可知OpenResty 處理請求大致分為4個大階段，11個小階段。

四個大階段

初始化階段（Initialization Phase） master進程啟動預加載／生成worker進程預加載
重寫、轉發、訪問階段（Rewrite / Access Phase） url轉發，權限判斷
內容處理/生成階段（Content Phase）內容生成
日志階段（Log Phase）日志記錄

七個小階段

init_by_lua_file：master-initing 階段，初始化全局配置或模塊
init_worker_by_lua_file：worker-initing 階段，初始化進程專用功能
ssl_certificate_by_lua_file：ssl 階段，在握手時設置安全證書
set_by_lua_file：rewrite 階段，改寫 Nginx 變量
rewrite_by_lua_file：rewrite 階段，改寫 URI ，實現跳轉或重定向
access_by_lua_file：access 階段，訪問控制或限速
content_by_lua_file：content 階段，產生響應內容
balancer_by_lua_file：content 階段，反向代理時選擇后端服務器
header_filter_by_lua_file：filter 階段，加工處理響應頭
body_filter_by_lua_file：filter 階段，加工處理響應體
log_by_lua_file：log 階段，記錄日志或其他的收尾工作

這些指令通常有三種形式

xxx_by_lua：執行字符串形式的 Lua 代碼：
xxx_by_lua_block：功能相同，但指令后是｛．．．｝的 Lua 代碼塊
xxx_by_lua_file：功能相同，但執行磁盤上的 Lua 源碼文件。

這邊推薦使用 xxx_by_lua_file，它徹底分離了配置文件與業務代碼，讓兩者可以獨立部署，而且文件形式也讓我們更容易以模塊的方式管理組織 Lua 程序。

OpenResty 執行階段和 Nginx 的對照

圖片

圖片來源：https://blog.51cto.com/lisea/2425794。

server {
    listen 80;
    server_name openresty.tinywan.com;

    location /run_phase {
        set_by_lua_block $a {
            ngx.log(ngx.ERR, "Tinywan is set_by_lua_block phase")
        }

        rewrite_by_lua_block {
            ngx.log(ngx.ERR, "Tinywan is rewrite_by_lua_block phase")
        }

        access_by_lua_block {
            ngx.log(ngx.ERR, "Tinywan is access_by_lua_block phase")
        }

        content_by_lua_block {
            ngx.log(ngx.ERR, "Tinywan is content_by_lua_block phase")
        }

        header_filter_by_lua_block {
            ngx.log(ngx.ERR, "Tinywan is header_filter_by_lua_block phase")
        }

        body_filter_by_lua_block {
            ngx.log(ngx.ERR, "Tinywan is body_filter_by_lua_block phase")
        }

        log_by_lua_block {
            ngx.log(ngx.ERR, "Tinywan is log_by_lua_block phase")
        }
    }
}

執行請求訪問：

curl -i http://openresty.tinywan.com/run_phase

查看錯誤日志文件內容：

2024/07/13 12:38:43 [error] 7#7: *2 [lua] set_by_lua:2: Tinywan is set_by_lua_block phase, client: 172.18.0.1, server: openresty.tinywan.com, request: "GET /run_phase HTTP/1.1", host: "openresty.tinywan.com"
2024/07/13 12:38:43 [error] 7#7: *2 [lua] rewrite_by_lua(openresty.tinywan.com.conf:18):2: Tinywan is rewrite_by_lua_block phase, client: 172.18.0.1, server: openresty.tinywan.com, request: "GET /run_phase HTTP/1.1", host: "openresty.tinywan.com"
2024/07/13 12:38:43 [error] 7#7: *2 [lua] access_by_lua(openresty.tinywan.com.conf:22):2: Tinywan is access_by_lua_block phase, client: 172.18.0.1, server: openresty.tinywan.com, request: "GET /run_phase HTTP/1.1", host: "openresty.tinywan.com"
2024/07/13 12:38:43 [error] 7#7: *2 [lua] content_by_lua(openresty.tinywan.com.conf:26):2: Tinywan is content_by_lua_block phase, client: 172.18.0.1, server: openresty.tinywan.com, request: "GET /run_phase HTTP/1.1", host: "openresty.tinywan.com"
2024/07/13 12:38:43 [error] 7#7: *2 [lua] header_filter_by_lua:2: Tinywan is header_filter_by_lua_block phase, client: 172.18.0.1, server: openresty.tinywan.com, request: "GET /run_phase HTTP/1.1", host: "openresty.tinywan.com"
2024/07/13 12:38:43 [error] 7#7: *2 [lua] body_filter_by_lua:2: Tinywan is body_filter_by_lua_block phase, client: 172.18.0.1, server: openresty.tinywan.com, request: "GET /run_phase HTTP/1.1", host: "openresty.tinywan.com"
2024/07/13 12:38:43 [error] 7#7: *2 [lua] log_by_lua(openresty.tinywan.com.conf:38):2: Tinywan is log_by_lua_block phase while logging request, client: 172.18.0.1, server: openresty.tinywan.com, request: "GET /run_phase HTTP/1.1", host: "openresty.tinywan.com"

通過日志文件記錄可以看到執行是按照階段順序進行輸出。

責任編輯：武曉燕來源：開源技術小棧

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