Nginx应用场景

静态资源服务（通过本地文件系统提供服务）
反向代理服务
Nginx的强大性能（高性能场景）
缓存
负载均衡
API服务
OpenResty

为什么会出现Nginx

互联网数据量的快速增长
全球化
物联网
Apache比较低效，因为一个连接对应一个进程。

Nginx优点

高并发，高性能
可扩展性好（模块化设计非常好）
高可靠性（持续不间断的运行数年）
热部署（不停止服务的情况下，升级Nginx）
轻量级，启动快

Nginx组成

Nginx二进制可执行文件（各模块源码编译出的一个文件）
Nginx.config 配置文件（控制Nginx的行为）
access.log 访问日志（记录每一条http请求信息）
error.log 错误日志（定位问题）

Nginx重载，热部署，日志切割，配置静态Web资源，搭建缓存的反向代理

Nginx请求处理流程

Nginx采用MasterWork架构。

WEB以及TCP流量进入Nginx（Nginx内有传输层状态机，HTTP状态机，MAIL状态机）
传输层状态机解析出请求需要访问静态资源时，就可以访问静态资源，如果去做反向代理时，可以做磁盘缓存。
nginx也作为负载均衡可以通过协议代理传输到后面的服务器
每一个处理完的请求都会记录到 Access访问日志和Error错误日志

什么是状态机？

因为Nginx使用的是非阻塞的事件驱动处理引擎。（也就是我们常说的epoll）

这种异步处理请求必须采用状态机

Nginx进程结构

Nginx的单进程结构不适合在生产环境中使用，适合在开发环境与测试环境中使用。

因为在生产环境中必须保证足够的健壮以及Nginx可以利用多核的特性。而单进程做不到这一点。所以默认配置都是打开多进程Nginx。

Nginx它有一个父进程叫 Mater Process 进程，在父进程旗下有子进程，子进程主要分两类

Worker 进程
Cache 进程

上面提到了很多子进程，这里聊一下为什么Nginx会使用子进程，而不是子线程来处理！

Nginx主要是为了考虑高可用性和高可靠性。如果多线程结构的话，线程之间是共享同一个地址空间的，当某一个第三方模块引发地址空间导致的段错误时，在地址越界时，会导致整个Nginx进程挂掉。

当采用多进程时，往往就不会出现全部宕机的问题。

Master Process 进程被引用进来，主要是管理旗下的Worker进程以及监控是否需要载入配置文件，是否需要做热部署。

所有的Worker进程是处理真正的请求的。

当缓存进入时，不止是给Worker线程使用的，也是给Cache Loader 和 Cache Manager 使用的。

Cache Loader 进程主要做缓存的导入，Cache Manager 进程主要做缓存的管理。同时也是为反向代理时，后端发来的动态请求做缓存所使用的。进程间的通信主要是用共享内存来解决的。

Nginx信号

信号的主要用途是解决父子进程之间的通信问题，能发送和处理信号的主要有以下三种

Master 进程
Worker 进程
Nginx 指令行

上文进程结构中我们说到了，Master Process进程主要是用来管理与监控Worker进程的，所以这个地方的Worker进程信号我们就不介绍了，我们主要介绍一下Master进程和 Nginx指令行。

Master 进程

监控Worker进程 CHLD

管理Worker进程的接收信息

TERM，INT
QUIT（优雅关闭）
HUP
USR1

Nginx指令行

reload：HUP
reopen：USR1
stop：TERM
quit：QUIT

收到 reload Nginx做了哪些

向master进程发送HUP信号（reload命令）
master进程校验配置语法是否正确
master进程打开新的监听端口
master进程会用新配置启动新的worker子进程
新master进程向老worker子进程发送QUIT信号
老worker进程会先关闭监听句柄，处理完当前连接后结束进程

使用reload之后我们会发现，系统进程会越来越多，这里的主要原因是在老worker进程和新worker进程并存的时候，会逐步关闭退出老worker，但是有些老worker与客户端正在保持请求处理，所以可能不会立即平滑的过度。

在Nginx最新版本中已经解决了这个问题，在新worker和老worker并存的时候，一一对应绑定了定时器，根据我们配置的参数可以平滑的过度。

Nginx热升级流程

旧的Nginx文件换成新的Nginx文件（注意备份）
向老master进程发送USR2信号
master进程会修改pid文件名，加后缀.oldbin
master进程用新的Nginx文件启动新的master进程
向老master进程发送QUIT信号，关闭老master进程

老master进程是一直存在的，这是方便我们进行回滚，当发现新的Nginx有问题，这个时候老的Nginx也存在，所以我们就可以通过向老master进程发送HUP信号，向新master发送QUIT信号完成回滚

优雅的关闭worker进程

这里就是reload命令流程底部的定时器细节

设置定时器 worker_shutdown_timeout
关闭监听句柄（保证所在的worker进程不会处理其他连接了）
关闭空闲连接（保证资源最大化，会去连接池关闭空闲没有使用的连接）
在循环中等待全部连接关闭（主要分两种，连接处理完，立即干掉。连接正在处理，这个就需要根据第一步的定时器参数去等待关闭）
退出进程（最终优雅的退出进程，因为没有影响到用户的使用）

如果不采用这种优雅的关闭worker进程，会导致用户收到错误