【转】Nginx系列（三）--管理进程、多工作进程设计

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Nginx由一个master进程和多个worker进程组成，但master进程或者worker进程中并不会再创建线程。

一、master进程和worker进程的作用

master进程

不需要处理网络事件，不负责业务的执行，只会通过管理worker等子进程来实现重启服务、平滑升级、更换日志文件、配置文件实时生效等功能。

master是通过fork系统调用子进程来实现和子进程的通信。

worker进程

用来处理master进程fork过来的请求

worker进程是通过处理信号来实现和master通信的

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二、信号的处理过程

Master进程接收到信号是怎样进行处理的？

master进程接收到信号后，会先重新加载配置文件，然后再启动新的进程，并向所有老的进程发送信号，告诉他们可以光荣退休了。新的进程在启动后，就开始接受新的请求，而老的进程在收到来自master信号后，就不再接收新的请求，并且在当前进程中的所有未处理完的请求处理完成后再退出。

Worker进程接收到信号是怎样进行处理的？

首先，worker进程之间是平等的，每个进程，处理请求的机会也是一样的。当我们提供80端口的http服务时，一个连接请求过来，每个进程都有可能处理这个连接，怎么做到的呢？首先，每个worker进程都是从master进程fork过来的，在master进程里面，先建立好需要listen的socket之后，然后再fork出多个worker进程，这样每个worker进程都可以去接受这个socket。一般来说，当一个连接进来后，所有在accept这个socket上面的进程都会收到通知，而只有一个进程可以接受这个连接，其他的则accept失败，这就是所谓的惊群现象。

那么为了解决这个问题，Nginx提供了一个accept_mutex（可选项，默认打开）。这是一个加在accept上的一把共享所。有了这把锁之后，同一时刻，就会只有一个进程在accept连接,这样就不会有惊群问题了。

当一个worker进程在accept这个连接之后，就开始读取请求，解析请求，处理请求，产生数据后，再返回给客户端，最后才断开连接。一个请求，完全由worker进程来处理，而且只在一个worker进程中处理。

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三、这样设计的优点

1、利用多核系统的并发处理能力

现在操作系统都是多核CPU，如果一直是只有一个进程在工作，那么浪费资源，如果是worker进程间地位不平等势必造成进程瓶颈问题，Nginx为了避免这个问题，设计worker间进程平等。另外，worker数与cpu核数一致，则会达到CPU资源的充分利用，如果worker数多于cpu核数，势必造成资源的竞争；若小于cpu核数，势必造成资源浪费。提高网络性能，降低请求时延。

2、负载均衡

多个worker之间通过进程通信来实现负载均衡。即当一个请求到来时，更容易分配到负载较轻的worker进程中处理。这将降低请求的时延，并在一定程度上提高网络性能

3、管理进程负责监控工作进程的状态，并负责管理其行为

这样做的好处是：

a.管理进程不会占用多少系统资源

.管理进程负责监控工作进程状态，如果某个工作进程死掉，管理进程负责创建出新的工作进程，避免系统性能下降。提高了系统的可靠性。

c.管理进程支持Nginx服务运行中的程序升级、配置项修改等，使得动态可扩展性、动态定制性、动态进化性较容易实现。