Nginx如何實現高并發?原理深度解析!
Nginx是大型架構的必備中間件,各大廠都在使用,下面我就重點詳解Nginx如何實現高并發@mikechen
Nginx
Nginx是一款高性能負載均衡器,其出色的性能使其在互聯網行業得到了廣泛應用。
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Nginx 通過采用 異步非阻塞 I/O 模型、 和 I/O 多路復用 技術,成功解決了高并發場景下的性能瓶頸問題。
Nginx事件驅動
Nginx 的工作進程通過 事件驅動 來管理多個連接,整體架構如下圖所示:
每當一個請求到來時,Nginx 不會為其分配一個新的線程或進程,而是將該請求交給一個事件循環(event loop)來處理。
這是一個無限循環,不斷地檢查是否有新的事件,比如:請求到達、數據可讀、數據可寫...等。
當檢測到某個事件發生時,例如:一個請求已經完成了數據的讀取,Nginx 就會對其進行處理。
Nginx 的每個工作進程,只處理一個事件循環,因此它不會因為一個連接的處理而阻塞其他連接的處理,能同時管理數以萬計的連接。
非阻塞 I/O
Nginx 采用 非阻塞 I/O 來與操作系統進行交互,由于不會阻塞在單個 I/O 操作上,Nginx 可以同時處理大量的并發連接。
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傳統的 I/O 操作通常是阻塞的,即當一個進程發起 I/O 請求后,會一直等待 I/O 操作完成,在此期間進程無法執行其他任務。
這對于需要處理大量并發連接的服務器來說,效率是非常低的。
非阻塞 I/O 則不同,當一個進程發起 I/O 請求后,它不會一直等待,而是立即返回。
如果 I/O 操作還沒有完成,進程可以繼續執行其他任務,當 I/O 操作完成時,操作系統會通知進程,進程再進行后續處理。
例如:當 Nginx 需要從磁盤讀取靜態文件時,如果文件尚未準備好,Nginx 不會等待它,而是將該請求放入等待隊列,繼續處理其他請求。
I/O 多路復用
Nginx 使用 I/O 多路復用, 技術來同時處理多個并發連接。
通過 I/O 多路復用,Nginx 可以在同一個線程中同時管理成千上萬的連接,而不需要為每個連接創建一個新的線程、或進程。
多路復用的關鍵:是通過單一線程同時處理多個 I/O 操作,避免了為每個請求創建新線程、或進程的開銷。
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Nginx 使用 I/O 多路復用技術,如:Linux 上的 “epoll”。
“epoll”可以同時監聽多個文件描述符,比如:網絡連接、文件...等的 I/O 事件。
當某個文件描述符準備好進行 I/O 操作時,epoll 會通知 Nginx,Nginx 就可以進行相應的處理。
這種設計使得 Nginx 能夠高效地處理大量的 HTTP 請求,使其在互聯網行業得到了廣泛應用。