Nginx如何实现高并发?原理深度解析!

Nginx是高并发架构的必备中间件，也是大厂必备技能，下面我就重点详解Nginx高并发架构关键技术@mikechen

本文作者：陈睿|mikechen

文章来源：mikechen.cc

Nginx

Nginx是一款高性能负载均衡器，其出色的性能使其在互联网行业得到了广泛应用。

Nginx 通过采用 异步非阻塞 I/O 模型、 和 I/O 多路复用 技术，成功解决了高并发场景下的性能瓶颈问题。

Nginx事件驱动

Nginx 的工作进程通过 事件驱动 来管理多个连接，整体架构如下图所示：

每当一个请求到来时，Nginx 不会为其分配一个新的线程或进程，而是将该请求交给一个事件循环（event loop）来处理。

这是一个无限循环，不断地检查是否有新的事件，比如：请求到达、数据可读、数据可写...等。

当检测到某个事件发生时，例如：一个请求已经完成了数据的读取，Nginx 就会对其进行处理。

Nginx 的每个工作进程，只处理一个事件循环，因此它不会因为一个连接的处理而阻塞其他连接的处理，能同时管理数以万计的连接。

非阻塞 I/O

Nginx 采用 非阻塞 I/O 来与操作系统进行交互，由于不会阻塞在单个 I/O 操作上，Nginx 可以同时处理大量的并发连接。

传统的 I/O 操作通常是阻塞的，即当一个进程发起 I/O 请求后，会一直等待 I/O 操作完成，在此期间进程无法执行其他任务。

这对于需要处理大量并发连接的服务器来说，效率是非常低的。

非阻塞 I/O 则不同，当一个进程发起 I/O 请求后，它不会一直等待，而是立即返回。

如果 I/O 操作还没有完成，进程可以继续执行其他任务，当 I/O 操作完成时，操作系统会通知进程，进程再进行后续处理。

例如：当 Nginx 需要从磁盘读取静态文件时，如果文件尚未准备好，Nginx 不会等待它，而是将该请求放入等待队列，继续处理其他请求。

I/O 多路复用

Nginx 使用 I/O 多路复用， 技术来同时处理多个并发连接。

通过 I/O 多路复用，Nginx 可以在同一个线程中同时管理成千上万的连接，而不需要为每个连接创建一个新的线程、或进程。

多路复用的关键：是通过单一线程同时处理多个 I/O 操作，避免了为每个请求创建新线程、或进程的开销。

Nginx 使用 I/O 多路复用技术，如： Linux 上的 “epoll”。

“epoll”可以同时监听多个文件描述符，比如：网络连接、文件...等的 I/O 事件。

当某个文件描述符准备好进行 I/O 操作时，epoll 会通知 Nginx，Nginx 就可以进行相应的处理。

这种设计使得 Nginx 能够高效地处理大量的 HTTP 请求，使其在互联网行业得到了广泛应用。

本文作者：陈睿|mikechen

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