深入理解Nginx
出版信息
陶辉 / 机械工业出版社 / 2013-4-15 / 89.00元
内容简介
本书是阿里巴巴资深Nginx技术专家呕心沥血之作，是作者多年的经验结晶，也是目前市场上唯一一本通过还原Nginx设计思想，剖析Nginx架构来帮助读者快速高效开发HTTP模块的图书。
本书首先通过介绍官方Nginx的基本用法和配置规则，帮助读者了解一般Nginx模块的用法，然后重点介绍如何开发HTTP模块（含HTTP过滤模块）来得到定制的Nginx，其中包括开发一个功能复杂的模块所需要了解的各种知识，如Nginx的基础数据结构、配置项的解析、记录日志的工具以及upstream、subrequest的使用方法等。在此基础上，综合Nginx框架代码分析Nginx的架构，介绍其设计理念和技巧，进一步帮助读者自由、有效地开发出功能丰富、性能一流的Nginx模块。
作者简介
陶辉，毕业于西安交通大学计算机科学与技术专业，曾就职于华为中央软件部、腾讯QQ空间、思科中国CRDC等公司，目前在阿里巴巴云计算公司的飞天团队工作，研究方向为介于IaaS和PaaS间的弹性计算，多年以来专注于Nginx的定制化应用，对Nginx的设计与特性有深刻认识，实战经验丰富，编写过许多优秀的Nginx模块并应用于企业级产品中，同时撰写了大量关于Nginx的技术文章。擅长Linux环境下高性能服务器的开发，以及分布式环境下海量数据存储的设计开发。
目录
前 言
第一部分 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 / 4
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 / 11
1.4 编译安装Nginx / 11
1.5 configure详解 / 11
1.5.1 configure的命令参数 / 12
1.5.2 configure执行流程 / 18
1.5.3 configure生成的文件 / 22
1.6 Nginx的命令行控制 / 24
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 / 38
2.3.4 事件类配置项 / 39
2.4 用HTTP核心模块配置一个静态Web服务器 / 41
2.4.1 虚拟主机与请求的分发 / 42
2.4.2 文件路径的定义 / 45
2.4.3 内存及磁盘资源的分配 / 48
2.4.4 网络连接的设置 / 50
2.4.5 MIME类型的设置 / 53
2.4.6 对客户端请求的限制 / 54
2.4.7 文件操作的优化 / 55
2.4.8 对客户端请求的特殊处理 / 57
2.4.9 ngx_http_core_module模块提供的变量 / 59
2.5 用HTTP proxy module配置一个反向代理服务器 / 60
2.5.1 负载均衡的基本配置 / 62
2.5.2 反向代理的基本配置 / 64
2.6 小结 / 68
第二部分 如何编写HTTP模块
第3章 开发一个简单的HTTP模块 / 70
3.1 如何调用HTTP模块 / 70
3.2 准备工作 / 72
3.2.1 整型的封装 / 72
3.2.2 ngx_str_t数据结构 / 73
3.2.3 ngx_list_t数据结构 / 73
3.2.4 ngx_table_elt_t数据结构 / 77
3.2.5 ngx_buf_t数据结构 / 77
3.2.6 ngx_chain_t数据结构 / 79
3.3 如何将自己的HTTP模块编译进Nginx / 79
3.3.1 config文件的写法 / 80
3.3.2 利用configure脚本将定制的模块加入到Nginx中 / 80
3.3.3 直接修改Makefile文件 / 84
3.4 HTTP模块的数据结构 / 85
3.5 定义自己的HTTP模块 / 88
3.6 处理用户请求 / 92
3.6.1 处理方法的返回值 / 92
3.6.2 获取URI和参数 / 95
3.6.3 获取HTTP头部 / 98
3.6.4 获取HTTP包体 / 101
3.7 发送响应 / 102
3.7.1 发送HTTP头部 / 102
3.7.2 将内存中的字符串作为包体发送 / 104
3.7.3 经典的“Hello World”示例 / 106
3.8 将磁盘文件作为包体发送 / 107
3.8.1 如何发送磁盘中的文件 / 107
3.8.2 清理文件句柄 / 110
3.8.3 支持用户多线程下载和断点续传 / 111
3.9 用C++语言编写HTTP模块 / 112
3.9.1 编译方式的修改 / 112
3.9.2 程序中的符号转换 / 114
3.10 小结 / 114
第4章 配置、error日志和请求上下文 / 115
4.1 http配置项的使用场景 / 115
4.2 怎样使用http配置 / 117
4.2.1 分配用于保存配置参数的数据结构 / 117
4.2.2 设定配置项的解析方式 / 119
4.2.3 使用14种预设方法解析配置项 / 125
4.2.4 自定义配置项处理方法 / 136
4.2.5 合并配置项 / 137
4.3 HTTP配置模型 / 140
4.3.1 解析HTTP配置的流程 / 141
4.3.2 HTTP配置模型的内存布局 / 144
4.3.3 如何合并配置项 / 147
4.3.4 预设配置项处理方法的工作原理 / 149
4.4 error日志的用法 / 150
4.5 请求的上下文 / 155
4.5.1 上下文与全异步Web服务器的关系 / 155
4.5.2 如何使用HTTP上下文 / 156
4.5.3 HTTP框架如何维护上下文结构 / 157
4.6 小结 / 158
第5章 访问第三方服务 / 159
5.1 upstream的使用方式 / 160
5.1.1 ngx_http_upstream_t结构体 / 163
5.1.2 设置upstream的限制性参数 / 164
5.1.3 设置需要访问的第三方服务器地址 / 165
5.1.4 设置回调方法 / 166
5.1.5 如何启动upstream机制 / 166
5.2 回调方法的执行场景 / 167
5.2.1 create_request回调方法 / 167
5.2.2 reinit_request回调方法 / 169
5.2.3 finalize_request回调方法 / 170
5.2.4 process_header回调方法 / 171
5.2.5 rewrite_redirect回调方法 / 172
5.2.6 input_filter_init与input_filter回调方法 / 172
5.3 使用upstream的示例 / 173
5.3.1 upstream的各种配置参数 / 174
5.3.2 请求上下文 / 175
5.3.3 在create_request方法中构造请求 / 176
5.3.4 在process_header方法中解析包头 / 177
5.3.5 在finalize_request方法中释放资源 / 180
5.3.6 在ngx_http_mytest_handler方法中启动upstream / 181
5.4 subrequest的使用方式 / 183
5.4.1 配置子请求的处理方式 / 183
5.4.2 实现子请求处理完毕时的回调方法 / 184
5.4.3 处理父请求被重新激活后的回调方法 / 185
5.4.4 启动subrequest子请求 / 185
5.5 subrequest执行过程中的主要场景 / 186
5.5.1 如何启动subrequest / 186
5.5.2 如何转发多个子请求的响应包体 / 188
5.5.3 子请求如何激活父请求 / 192
5.6 subrequest使用的例子 / 193
5.6.1 配置文件中子请求的设置 / 194
5.6.2 请求上下文 / 194
5.6.3 子请求结束时的处理方法 / 195
5.6.4 父请求的回调方法 / 196
5.6.5 启动subrequest / 197
5.7 小结 / 198
第6章 开发一个简单的HTTP过滤模块 / 199
6.1 过滤模块的意义 / 199
6.2 过滤模块的调用顺序 / 200
6.2.1 过滤链表是如何构成的 / 200
6.2.2 过滤链表的顺序 / 203
6.2.3 官方默认HTTP过滤模块的功能简介 / 204
6.3 HTTP过滤模块的开发步骤 / 206
6.4 HTTP过滤模块的简单例子 / 207
6.4.1 如何编写config文件 / 208
6.4.2 配置项和上下文 / 208
6.4.3 定义HTTP过滤模块 / 210
6.4.4 初始化HTTP过滤模块 / 211
6.4.5 处理请求中的HTTP头部 / 212
6.4.6 处理请求中的HTTP包体 / 213
6.5 小结 / 214
第7章 Nginx提供的高级数据结构 / 215
7.1 Nginx提供的高级数据结构概述 / 215
7.2 ngx_queue_t双向链表 / 217
7.2.1 为什么设计ngx_queue_t双向链表 / 217
7.2.2 双向链表的使用方法 / 217
7.2.3 使用双向链表排序的例子 / 219
7.2.4 双向链表是如何实现的 / 221
7.3 ngx_array_t动态数组 / 222
7.3.1 为什么设计ngx_array_t动态数组 / 223
7.3.2 动态数组的使用方法 / 223
7.3.3 使用动态数组的例子 / 225
7.3.4 动态数组的扩容方式 / 226
7.4 ngx_list_t单向链表 / 226
7.5 ngx_rbtree_t红黑树 / 227
7.5.1 为什么设计ngx_rbtree_t红黑树 / 227
7.5.2 红黑树的特性 / 228
7.5.3 红黑树的使用方法 / 230
7.5.4 使用红黑树的简单例子 / 233
7.5.5 如何自定义添加成员方法 / 234
7.6 ngx_radix_tree_t基数树 / 236
7.6.1 ngx_radix_tree_t基数树的原理 / 236
7.6.2 基数树的使用方法 / 238
7.6.3 使用基数树的例子 / 239
7.7 支持通配符的散列表 / 240
7.7.1 ngx_hash_t基本散列表 / 240
7.7.2 支持通配符的散列表 / 243
7.7.3 带通配符散列表的使用例子 / 250
7.8 小结 / 254
第三部分 深入Nginx
第8章 Nginx基础架构 / 256
8.1 Web服务器设计中的关键约束 / 256
8.2 Nginx的架构设计 / 259
8.2.1 优秀的模块化设计 / 259
8.2.2 事件驱动架构 / 263
8.2.3 请求的多阶段异步处理 / 264
8.2.4 管理进程、多工作进程设计 / 267
8.2.5 平台无关的代码实现 / 268
8.2.6 内存池的设计 / 268
8.2.7 使用统一管道过滤器模式的HTTP过滤模块 / 268
8.2.8 其他一些用户模块 / 269
8.3 Nginx框架中的核心结构体ngx_cycle_t / 269
8.3.1 ngx_listening_t结构体 / 269
8.3.2 ngx_cycle_t结构体 / 271
8.3.3 ngx_cycle_t支持的方法 / 273
8.4 Nginx启动时框架的处理流程 / 275
8.5 worker进程是如何工作的 / 278
8.6 master进程是如何工作的 / 281
8.7 小结 / 286
第9章 事件模块 / 287
9.1 事件处理框架概述 / 287
9.2 Nginx事件的定义 / 290
9.3 Nginx连接的定义 / 293
9.3.1 被动连接 / 294
9.3.2 主动连接 / 297
9.3.3 ngx_connection_t连接池 / 298
9.4 ngx_events_module核心模块 / 300
9.4.1 如何管理所有事件模块的配置项 / 301
9.4.2 管理事件模块 / 303
9.5 ngx_event_core_module事件模块 / 305
9.6 epoll事件驱动模块 / 310
9.6.1 epoll的原理和用法 / 311
9.6.2 如何使用epoll / 313
9.6.3 ngx_epoll_module模块的实现 / 315
9.7 定时器事件 / 323
9.7.1 缓存时间的管理 / 324
9.7.2 缓存时间的精度 / 326
9.7.3 定时器的实现 / 327
9.8 事件驱动框架的处理流程 / 328
9.8.1 如何建立新连接 / 329
9.8.2 如何解决“惊群”问题 / 330
9.8.3 如何实现负载均衡 / 333
9.8.4 post事件队列 / 334
9.8.5 ngx_process_events_and_timers流程 / 335
9.9 文件的异步I/O / 338
9.9.1 Linux内核提供的文件异步I/O / 339
9.9.2 ngx_epoll_module模块中实现的针对文件的异步I/O / 342
9.10 小结 / 346
第10章 HTTP框架的初始化 / 347
10.1 HTTP框架概述 / 348
10.2 管理HTTP模块的配置项 / 351
10.2.1 管理main级别下的配置项 / 352
10.2.2 管理server级别下的配置项 / 354
10.2.3 管理location级别下的配置项 / 357
10.2.4 不同级别配置项的合并 / 362
10.3 监听端口的管理 / 367
10.4 server的快速检索 / 369
10.5 location的快速检索 / 371
10.6 HTTP请求的11个处理阶段 / 372
10.6.1 HTTP处理阶段的普适规则 / 374
10.6.2 NGX_HTTP_POST_READ_PHASE阶段 / 376
10.6.3 NGX_HTTP_SERVER_REWRITE_PHASE阶段 / 378
10.6.4 NGX_HTTP_FIND_CONFIG_PHASE阶段 / 379
10.6.5 NGX_HTTP_REWRITE_PHASE阶段 / 379
10.6.6 NGX_HTTP_POST_REWRITE_PHASE阶段 / 379
10.6.7 NGX_HTTP_PREACCESS_PHASE阶段 / 379
10.6.8 NGX_HTTP_ACCESS_PHASE阶段 / 380
10.6.9 NGX_HTTP_POST_ACCESS_PHASE阶段 / 380
10.6.10 NGX_HTTP_TRY_FILES_PHASE阶段 / 381
10.6.11 NGX_HTTP_CONTENT_PHASE阶段 / 381
10.6.12 NGX_HTTP_LOG_PHASE阶段 / 382
10.7 HTTP框架的初始化流程 / 383
10.8 小结 / 385
第11章 HTTP框架的执行流程 / 386
11.1 HTTP框架执行流程概述 / 387
11.2 新连接建立时的行为 / 388
11.3 第一次可读事件的处理 / 390
11.4 接收HTTP请求行 / 396
11.5 接收HTTP头部 / 399
11.6 处理HTTP请求 / 403
11.6.1 ngx_http_core_generic_phase / 409
11.6.2 ngx_http_core_rewrite_phase / 411
11.6.3 ngx_http_core_access_phase / 412
11.6.4 ngx_http_core_content_phase / 415
11.7 subrequest与post请求 / 419
11.8 处理HTTP包体 / 421
11.8.1 接收包体 / 422
11.8.2 放弃接收包体 / 429
11.9 发送HTTP响应 / 433
11.9.1 ngx_http_send_header / 434
11.9.2 ngx_http_output_filter / 436
11.9.3 ngx_http_writer / 440
11.10 结束HTTP请求 / 442
11.10.1 ngx_http_close_connection / 443
11.10.2 ngx_http_free_request / 444
11.10.3 ngx_http_close_request / 446
11.10.4 ngx_http_finalize_connection / 447
11.10.5 ngx_http_terminate_request / 447
11.10.6 ngx_http_finalize_request / 448
11.11 小结 / 452
第12章 upstream机制的设计与实现 / 453
12.1 upstream机制概述 / 453
12.1.1 设计目的 / 454
12.1.2 ngx_http_upstream_t数据结构的意义 / 456
12.1.3 ngx_http_upstream_conf_t配置结构体 / 459
12.2 启动upstream / 462
12.3 与上游服务器建立连接 / 464
12.4 发送请求到上游服务器 / 467
12.5 接收上游服务器的响应头部 / 470
12.5.1 应用层协议的两段划分方式 / 470
12.5.2 处理包体的3种方式 / 471
12.5.3 接收响应头部的流程 / 473
12.6 不转发响应时的处理流程 / 476
12.6.1 input_filter方法的设计 / 477
12.6.2 默认的input_filter方法 / 478
12.6.3 接收包体的流程 / 479
12.7 以下游网速优先来转发响应 / 481
12.7.1 转发响应的包头 / 482
12.7.2 转发响应的包体 / 484
12.8 以上游网速优先来转发响应 / 489
12.8.1 ngx_event_pipe_t结构体的意义 / 489
12.8.2 转发响应的包头 / 493
12.8.3 转发响应的包体 / 495
12.8.4 ngx_event_pipe_read_upstream方法 / 498
12.8.5 ngx_event_pipe_write_to_downstream方法 / 502
12.9 结束upstream请求 / 504
12.10 小结 / 508
第13章 邮件代理模块 / 509
13.1 邮件代理服务器的功能 / 509
13.2 邮件模块的处理框架 / 512
13.2.1 一个请求的8个独立处理阶段 / 512
13.2.2 邮件类模块的定义 / 514
13.2.3 邮件框架的初始化 / 516
13.3 初始化请求 / 517
13.3.1 描述邮件请求的ngx_mail_session_t结构体 / 517
13.3.2 初始化邮件请求的流程 / 519
13.4 接收并解析客户端请求 / 520
13.5 邮件认证 / 520
13.5.1 ngx_mail_auth_http_ctx_t结构体 / 520
13.5.2 与认证服务器建立连接 / 522
13.5.3 发送请求到认证服务器 / 522
13.5.4 接收并解析响应 / 525
13.6 与上游邮件服务器间的认证交互 / 526
13.6.1 ngx_mail_proxy_ctx_t结构体 / 526
13.6.2 向上游邮件服务器发起连接 / 527
13.6.3 与邮件服务器认证交互的过程 / 528
13.7 透传上游邮件服务器与客户端间的流 / 530
13.8 小结 / 535
第14章 进程间的通信机制 / 536
14.1 概述 / 536
14.2 共享内存 / 536
14.3 原子操作 / 541
14.3.1 不支持原子库下的原子操作 / 541
14.3.2 x86架构下的原子操作 / 542
14.3.3 自旋锁 / 545
14.4 Nginx频道 / 546
14.5 信号 / 549
14.6 信号量 / 551
14.7 文件锁 / 553
14.8 互斥锁 / 556
14.8.1 文件锁实现的ngx_shmtx_t锁 / 558
14.8.2 原子变量实现的ngx_shmtx_t锁 / 560
14.9 小结 / 565
