本书包括四大部分：Nginx能帮我做什么；如何编写一个定制的module；深入Nginx；实战。部分针对初级读者，介绍Nginx关于获取编译运行的基本知识。第二部分针对中级读者，以一个例子为主线，告诉读者如何开发一个模块，这部分读者不需要深入了解Nginx的细节，只需要知道如何实现一个基本的模块。第三部分针对高级读者，这是本书的重点，彻底解析Nginx架构，深入探讨Nginx各种设计的目的与意义，并对第二部分使用到的一些特性进行代码设计实现上的探索。读者读完本部分，会对整个Nginx架构有清晰的认识，可以编写各种模块（不局限于模块）插入到Nginx中，从而定制自己的Nginx。第四部分针对中高级读者，以Tengine的开源模块为例，帮助读者从实战角度理解第二、三部分描述的内容。
Contents?目 录
前 言
部分 Nginx能帮我们做什么
第1章 研究Nginx前的准备工作 2
1.1 Nginx是什么 2
1.2 为什么选择Nginx 5
1.3 准备工作 7
1.3.1 Linux操作系统 7
1.3.2 使用Nginx的必备软件 7
1.3.3 磁盘目录 8
1.3.4 Linux内核参数的优化 9
1.3.5 获取Nginx源码 10
1.4 编译安装Nginx 11
1.5 conf?igure详解 11
1.5.1 conf?igure的命令参数 11
1.5.2 conf?igure执行流程 18
1.5.3 conf?igure生成的文件 21
1.6 Nginx的命令行控制 23
1.7 小结 27
第2章 Nginx的配置 28
2.1 运行中的Nginx进程间的关系 28
2.2 Nginx配置的通用语法 31
2.2.1 块配置项 31
2.2.2 配置项的语法格式32
2.2.3 配置项的注释 33
2.2.4 配置项的单位 33
2.2.5 在配置中使用变量33
2.3 Nginx服务的基本配置 34
2.3.1 用于调试进程和定位问题的配置项34
2.3.2 正常运行的配置项36
2.3.3 优化性能的配置项37
2.3.4 事件类配置项 39
2.4 用核心模块配置一个静态Web服务器 40
2.4.1 虚拟主机与请求的分发41
2.4.2 文件路径的定义 45
2.4.3 内存及磁盘资源的分配47
2.4.4 网络连接的设置 49
2.4.5 MIME类型的设置 52
2.4.6 对客户端请求的限制53
2.4.7 文件操作的优化 54
2.4.8 对客户端请求的特殊处理56
2.4.9 ngx__core_module模块提供的变量 57
2.5 用 proxy module配置一个反向代理服务器 59
2.5.1 负载均衡的基本配置61
2.5.2 反向代理的基本配置63
2.6 小结 66
第二部分 如何编写模块
第3章 开发一个简单的模块 68
3.1 如何调用模块 68
3.2 准备工作 70
3.2.1 整型的封装 71
3.2.2 ngx_str_t数据结构 71
3.2.3 ngx_list_t数据结构 71
3.2.4 ngx_table_elt_t数据结构 75
3.2.5 ngx_buf_t数据结构 75
3.2.6 ngx_chain_t数据结构 77
3.3 如何将自己的模块编译进Nginx 77
3.3.1 conf?ig文件的写法 77
3.3.2 利用conf?igure脚本将定制的模块加入到Nginx中 78
3.3.3 直接修改Makef?ile文件 81
3.4 模块的数据结构 82
3.5 定义自己的模块 86
3.6 处理用户请求 89
3.6.1 处理方法的返回值89
3.6.2 获取URI和参数 92
3.6.3 获取头部 94
3.6.4 获取包体 97
3.7 发送响应 99
3.7.1 发送头部 99
3.7.2 将内存中的字符串作为包体发送101
3.7.3 经典的“Hello World”示例 102
3.8 将磁盘文件作为包体发送103
3.8.1 如何发送磁盘中的文件104
3.8.2 清理文件句柄 106
3.8.3 支持用户多线程下载和断点续传107
3.9 用C 语言编写模块 108
3.9.1 编译方式的修改 108
3.9.2 程序中的符号转换109
3.10 小结 110
第4章 配置、error日志和请求上下文 111
4.1 配置项的使用场景 111
4.2 怎样使用配置 113
4.2.1 分配用于保存配置参数的数据结构113
4.2.2 设定配置项的解析方式115
4.2.3 使用14种预设方法解析配置项 121
4.2.4 自定义配置项处理方法131
4.2.5 合并配置项 133
4.3 配置模型 135
4.3.1 解析配置的流程 136
4.3.2 配置模型的内存布局 139
4.3.3 如何合并配置项142
4.3.4 预设配置项处理方法的工作原理144
4.4 error日志的用法 145
4.5 请求的上下文 149
4.5.1 上下文与全异步Web服务器的关系 149
4.5.2 如何使用上下文 151
4.5.3 框架如何维护上下文结构 152
4.6 小结 153
第5章 访问第三方服务 154
5.1 upstream的使用方式 155
5.1.1 ngx__upstream_t结构体 158
5.1.2 设置upstream的限制性参数 159
5.1.3 设置需要访问的第三方服务器地址160
5.1.4 设置回调方法 161
5.1.5 如何启动upstream机制 161
5.2 回调方法的执行场景162
5.2.1 create_request回调方法 162
5.2.2 reinit_request回调方法 164
5.2.3 f?inalize_request回调方法 165
5.2.4 process_header回调方法 165
5.2.5 rewrite_redirect回调方法 167
5.2.6 input_f?ilter_init与input_f?ilter回调方法 167
5.3 使用upstream的示例 168
5.3.1 upstream的各种配置参数 168
5.3.2 请求上下文 170
5.3.3 在create_request方法中构造请求 170
5.3.4 在process_header方法中解析包头 171
5.3.5 在f?inalize_request方法中释放资源 175
5.3.6 在ngx__mytest_handler方法中启动upstream 175
5.4 subrequest的使用方式 177
5.4.1 配置子请求的处理方式177
5.4.2 实现子请求处理完毕时的回调方法178
5.4.3 处理父请求被重新激活后的回调方法179
5.4.4 启动subrequest子请求 179
5.5 subrequest执行过程中的主要场景 180
5.5.1 如何启动subrequest180
5.5.2 如何转发多个子请求的响应包体182
5.5.3 子请求如何激活父请求185
5.6 subrequest使用的例子 187
5.6.1 配置文件中子请求的设置187
5.6.2 请求上下文 188
5.6.3 子请求结束时的处理方法188
5.6.4 父请求的回调方法189
5.6.5 启动subrequest190
5.7 小结 191
第6章 开发一个简单的过滤模块 192
6.1 过滤模块的意义 192
6.2 过滤模块的调用顺序193
6.2.1 过滤链表是如何构成的194
6.2.2 过滤链表的顺序196
6.2.3 官方默认过滤模块的功能简介 197
6.3 过滤模块的开发步骤 198
6.4 过滤模块的简单例子 200
6.4.1 如何编写conf?ig文件 201
6.4.2 配置项和上下文201
6.4.3 定义过滤模块 203
6.4.4 初始化过滤模块 204
6.4.5 处理请求中的头部 204
6.4.6 处理请求中的包体 206
6.5 小结 206
第7章 Nginx提供的高级数据结构 207
7.1 Nginx提供的高级数据结构概述 207
7.2 ngx_queue_t双向链表 209
7.2.1 为什么设计ngx_queue_t双向链表 209
7.2.2 双向链表的使用方法209
7.2.3 使用双向链表排序的例子212
7.2.4 双向链表是如何实现的213
7.3 ngx_array_t动态数组 215
7.3.1 为什么设计ngx_array_t动态数组 215
7.3.2 动态数组的使用方法215
7.3.3 使用动态数组的例子217
7.3.4 动态数组的扩容方式218
7.4 ngx_list_t单向链表 219
7.5 ngx_rbtree_t红黑树 219
7.5.1 为什么设计ngx_rbtree_t红黑树 219
7.5.2 红黑树的特性 220
7.5.3 红黑树的使用方法222
7.5.4 使用红黑树的简单例子225
7.5.5 如何自定义添加成员方法226
7.6 ngx_radix_tree_t基数树 228
7.6.1 ngx_radix_tree_t基数树的原理 228
7.6.2 基数树的使用方法230
7.6.3 使用基数树的例子231
7.7 支持通配符的散列表232
7.7.1 ngx_hash_t基本散列表 232
7.7.2 支持通配符的散列表235
7.7.3 带通配符散列表的使用例子241
7.8 小结 245
第三部分 深入Nginx
第8章 Nginx基础架构 248
8.1 Web服务器设计中的关键约束 249
8.2 Nginx的架构设计 251
8.2.1 的模块化设计251
8.2.2 事件驱动架构 254
8.2.3 请求的多阶段异步处理256
8.2.4 管理进程、多工作进程设计259
8.2.5 平台无关的代码实现259
8.2.6 内存池的设计 259
8.2.7 使用统一管道过滤器模式的过滤模块 260
8.2.8 其他一些用户模块260
8.3 Nginx框架中的核心结构体ngx_cycle_t 260
8.3.1 ngx_listening_t结构体 261
8.3.2 ngx_cycle_t结构体 262
8.3.3 ngx_cycle_t支持的方法 264
8.4 Nginx启动时框架的处理流程 266
8.5 worker进程是如何工作的 269
8.6 master进程是如何工作的 271
8.7 ngx_pool_t内存池 276
8.8 小结 284
第9章 事件模块 285
9.1 事件处理框架概述 286
9.2 Nginx事件的定义 288
9.3 Nginx连接的定义 291
9.3.1 被动连接 292
9.3.2 主动连接 295
9.3.3 ngx_connection_t连接池 296
9.4 ngx_events_module核心模块 297
9.4.1 如何管理所有事件模块的配置项299
9.4.2 管理事件模块 300
9.5 ngx_event_core_module事件模块 302
9.6 epoll事件驱动模块 308
9.6.1 epoll的原理和用法 308
9.6.2 如何使用epoll310
9.6.3 ngx_epoll_module模块的实现 312
9.7 定时器事件 320
9.7.1 缓存时间的管理320
9.7.2 缓存时间的精度323
9.7.3 定时器的实现 323
9.8 事件驱动框架的处理流程324
9.8.1 如何建立新连接325
9.8.2 如何解决“惊群”问题327
9.8.3 如何实现负载均衡329
9.8.4 post事件队列 330
9.8.5 ngx_process_events_and_timers流程 331
9.9 文件的异步I/O 334
9.9.1 Linux内核提供的文件异步I/O 335
9.9.2 ngx_epoll_module模块中实现的针对文件的异步I/O 337
9.10 TCP协议与Nginx 342
9.11 小结 347
第10章 框架的初始化 348
10.1 框架概述 349
10.2 管理模块的配置项 352
10.2.1 管理main级别下的配置项 353
10.2.2 管理server级别下的配置项 355
10.2.3 管理location级别下的配置项 358
10.2.4 不同级别配置项的合并364
10.3 监听端口的管理 367
10.4 server的快速检索 370
10.5 location的快速检索 370
10.6 请求的11个处理阶段 372
10.6.1 处理阶段的普适规则 374
10.6.2 NGX__POST_READ_PHASE阶段 375
10.6.3 NGX__SERVER_REWRITE_PHASE阶段 378
10.6.4 NGX__FIND_CONFIG_PHASE阶段 378
10.6.5 NGX__REWRITE_PHASE阶段 378
10.6.6 NGX__POST_REWRITE_PHASE阶段 379
10.6.7 NGX__PREACCESS_PHASE阶段 379
10.6.8 NGX__ACCESS_PHASE阶段 379
10.6.9 NGX__POST_ACCESS_PHASE阶段 380
10.6.10 NGX__TRY_FILES_PHASE阶段 380
10.6.11 NGX__CONTENT_PHASE阶段 380
10.6.12 NGX__LOG_PHASE阶段 382
10.7 框架的初始化流程 382
10.8 小结 384
第11章 框架的执行流程 385
11.1 框架执行流程概述 386
11.2 新连接建立时的行为387
11.3 次可读事件的处理388
11.4 接收请求行 394
11.5 接收头部 398
11.6 处理请求 400
11.6.1 ngx__core_generic_phase 406
11.6.2 ngx__core_rewrite_phase 408
11.6.3 ngx__core_access_phase 409
11.6.4 ngx__core_content_phase 412
11.7 subrequest与post请求 415
11.8 处理包体 417
11.8.1 接收包体 419
11.8.2 放弃接收包体425
11.9 发送响应 429
11.9.1 ngx__send_header 430
11.9.2 ngx__output_f?ilter 432
11.9.3 ngx__writer435
11.10 结束请求 437
11.10.1 ngx__close_connection 438
11.10.2 ngx__free_request 439
11.10.3 ngx__close_request 440
11.10.4 ngx__f?inalize_connection 441
11.10.5 ngx__terminate_request 443
11.10.6 ngx__f?inalize_request 443
11.11 小结 446
第12章 upstream机制的设计与实现 447
12.1 upstream机制概述 448
12.1.1 设计目的 448
12.1.2 ngx__upstream_t数据结构的意义 450
12.1.3 ngx__upstream_conf_t配置结构体 453
12.2 启动upstream455
12.3 与上游服务器建立连接457
12.4 发送请求到上游服务器460
12.5 接收上游服务器的响应头部463
12.5.1 应用层协议的两段划分方式463
12.5.2 处理包体的3种方式 464
12.5.3 接收响应头部的流程465
12.6 不转发响应时的处理流程469
12.6.1 input_f?ilter方法的设计 469
12.6.2 默认的input_f?ilter方法 470
12.6.3 接收包体的流程472
12.7 以下游网速优先来转发响应473
12.7.1 转发响应的包头474
12.7.2 转发响应的包体477
12.8 以上游网速优先来转发响应481
12.8.1 ngx_event_pipe_t结构体的意义 481
12.8.2 转发响应的包头485
12.8.3 转发响应的包体487
12.8.4 ngx_event_pipe_read_upstream方法 489
12.8.5 ngx_event_pipe_write_to_downstream方法 494
12.9 结束upstream请求 496
12.10 小结 499
第13章 邮件代理模块 500
13.1 邮件代理服务器的功能500
13.2 邮件模块的处理框架503
13.2.1 一个请求的8个独立处理阶段 503
13.2.2 邮件类模块的定义504
13.2.3 邮件框架的初始化506
13.3 初始化请求 506
13.3.1 描述邮件请求的ngx_mail_session_t结构体 506
13.3.2 初始化邮件请求的流程509
13.4 接收并解析客户端请求509
13.5 邮件认证 510
13.5.1 ngx_mail_auth__ctx_t结构体 510
13.5.2 与认证服务器建立连接511
13.5.3 发送请求到认证服务器513
13.5.4 接收并解析响应514
13.6 与上游邮件服务器间的认证交互514
13.6.1 ngx_mail_proxy_ctx_t结构体 516
13.6.2 向上游邮件服务器发起连接516
13.6.3 与邮件服务器认证交互的过程518
13.7 透传上游邮件服务器与客户端间的流520
13.8 小结 524
第14章 进程间的通信机制 525
14.1 概述 525
14.2 共享内存 526
14.3 原子操作 530
14.3.1 不支持原子库下的原子操作530
14.3.2 x86架构下的原子操作 531
14.3.3 自旋锁 533
14.4 Nginx频道 535
14.5 信号 538
14.6 信号量 540
14.7 文件锁 541
14.8 互斥锁 544
14.8.1 文件锁实现的ngx_shmtx_t锁 546
14.8.2 原子变量实现的ngx_shmtx_t锁 548
14.9 小结 553
第15章 变量 554
15.1 使用内部变量开发模块555
15.1.1 定义模块 556
15.1.2 定义模块加载方式 557
15.1.3 解析配置中的变量558
15.1.4 处理请求 560
15.2 内部变量工作原理561
15.2.1 何时定义变量561
15.2.2 相关数据结构详述564
15.2.3 定义变量的方法572
15.2.4 使用变量的方法572
15.2.5 如何解析变量573
15.3 定义内部变量 576
15.4 外部变量与脚本引擎577
15.4.1 相关数据结构578
15.4.2 编译“set”脚本 581
15.4.3 脚本执行流程586
15.5 小结 589
第16章 slab共享内存 590
16.1 操作slab共享内存的方法 590
16.2 使用slab共享内存池的例子 592
16.2.1 共享内存中的数据结构593
16.2.2 操作共享内存中的红黑树与链表595
16.2.3 解析配置文件600
16.2.4 定义模块 603
16.3 slab内存管理的实现原理 605
16.3.1 内存结构布局607
16.3.2 分配内存流程613
16.3.3 释放内存流程617
16.3.4 如何使用位操作619
16.3.5 slab内存池间的管理 624
16.4 小结 624
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