nginx 源码学习笔记（十五）—— ngx_master_process_cycle 多进程(一)
了解core模块之前还应改学习ngx_start_worker_processes函数，今天我就来详细学一下这个方法，主要内容来自于http://blog.sina.com.cn/s/blog_677be95b0100iivk.html。nginx的进程启动过程是在ngx_master_process_cycle（src/os/unix/ngx_process_cycle.c）中完成的(单进程是通过ngx_single_process_cycle完成，这里只分析多进程的情况)，在ngx_master_process_cycle中，会根据配置文件的worker_processes值创建多个子进程，即一个master进程和多个worker进程。进程之间、进程与外部之间保持通信，进程之间是通过socketpair进行通信的，socketpair是一对全双工的无名socket，可以当作管道使用，和管道不同的是，每条socket既可以读也可以写，而管道只能用于写或者用于读；进程与外部之间是通过信号通信的。
master进程主要进行一些全局性的初始化工作和管理worker的工作；事件处理是在worker中进行的。
进程启动的过程中，有一些重要的全局数据会被设置，最重要的是进程表ngx_processes，master每创建一个worker都会把一个设置好的ngx_process_t结构变量放入ngx_processes中，进程表长度为1024，刚创建的进程存放在ngx_process_slot位置，ngx_last_process是进程表中最后一个存量进程的下一个位置，ngx_process_t是进程在nginx中的抽象：
src/os/unix/ngx_process.htypedef void (*ngx_spawn_proc_pt) (ngx_cycle_t *cycle, void *data);typedef struct {ngx_pid_t pid; //进程idint status; //进程状态ngx_socket_t channel; //socketpair创建的socket句柄ngx_spawn_proc_pt proc; //进程执行函数void *data; //执行函数的参数char *name; //名称unsigned respawn:1; //重新创建unsigned just_spawn:1; //第一次创建的unsigned detached:1; //分离的unsigned exiting:1; //正在退出的unsigned exited:1; //退出过的} ngx_process_t;
进程间通信是利用socketpair创建的一对socket进行的，通信中传输的是ngx_channel_t结构变量：
ypedef struct {ngx_uint_tcommand;ngx_pid_t pid; //发送方进程idngx_int_t slot; //发送方进程表中偏移ngx_fd_t fd; //发送给对方的句柄} ngx_channel_t;(src/os/unix/ngx_channel.h)/*command是要发送的命令，有5种：#define NGX_CMD_OPEN_CHANNEL 1#define NGX_CMD_CLOSE_CHANNEL2#define NGX_CMD_QUIT 3#define NGX_CMD_TERMINATE 4#define NGX_CMD_REOPEN 5*/
进程的启动过程是比较重要的一个环节，为了把这个过程分析透彻，下面会多采用首先分析ngx_master_process_cycle函数，可以分解为以下各步骤：
1、master设置一些需要处理的信号，这些信号包括
SIGCHLD,SIGALRM,SIGIO,SIGINT,NGX_RECONFIGURE_SIGNAL(SIGHUP),NGX_REOPEN_SIGNAL(SIGUSR1),
NGX_NOACCEPT_SIGNAL(SIGWINCH),NGX_TERMINATE_SIGNAL(SIGTERM),NGX_SHUTDOWN_SIGNAL(SIGQUIT),
NGX_CHANGEBIN_SIGNAL(SIGUSR2)；
sigemptyset(&set);sigaddset(&set, SIGCHLD);sigaddset(&set, SIGALRM);sigaddset(&set, SIGIO);sigaddset(&set, SIGINT);sigaddset(&set, ngx_signal_value(NGX_RECONFIGURE_SIGNAL));sigaddset(&set, ngx_signal_value(NGX_REOPEN_SIGNAL));sigaddset(&set, ngx_signal_value(NGX_NOACCEPT_SIGNAL));sigaddset(&set, ngx_signal_value(NGX_TERMINATE_SIGNAL));sigaddset(&set, ngx_signal_value(NGX_SHUTDOWN_SIGNAL));sigaddset(&set, ngx_signal_value(NGX_CHANGEBIN_SIGNAL));
2、调用ngx_setproctilte设置进程标题，title = "master process" + ngx_argv + ... + ngx_argv；
title = ngx_pnalloc(cycle->pool, size);p = ngx_cpymem(title, master_process, sizeof(master_process) - 1);for (i = 0; i < ngx_argc; i++) {*p++ = ' ';p = ngx_cpystrn(p, (u_char *) ngx_argv, size);}ngx_setproctitle(title);
3、调用ngx_start_worker_processes(cycle, ccf->worker_processes, NGX_PROCESS_RESPAWN)启动worker进程；
ccf = (ngx_core_conf_t *) ngx_get_conf(cycle->conf_ctx, ngx_core_module);ngx_start_worker_processes(cycle, ccf->worker_processes,NGX_PROCESS_RESPAWN);
4、调用ngx_start_cache_manager_processes(cycle, 0)启动文件cache管理进程，有些模块需要文件cache，比如fastcgi模块，这些模块会把文件cache路径添加到cycle->paths中，文件cache管理进程会定期调用这些模块的文件cache处理钩子处理一下文件cache；
ngx_start_cache_manager_processes(cycle, 0);
注释代码的方式分析。5、master循环处理信号量。
src/os/unix/ngx_process_cycle.cdelay = 0;sigio = 0;live = 1;for ( ;; ) {//delay用来设置等待worker推出的时间，master接受了退出信号后，//首先发送退出信号给worker，而worker退出需要一些时间if (delay) {if (ngx_sigalrm) {sigio = 0;delay *= 2;ngx_sigalrm = 0;}ngx_log_debug1(NGX_LOG_DEBUG_EVENT, cycle->log, 0,"termination cycle: %d", delay);itv.it_interval.tv_sec = 0;itv.it_interval.tv_usec = 0;itv.it_value.tv_sec = delay / 1000;itv.it_value.tv_usec = (delay % 1000 ) * 1000;//设置定时器//以系统真实时间来计算，送出SIGALRM信号if (setitimer(ITIMER_REAL, &itv, NULL) == -1) {ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, cycle->log, ngx_errno,"setitimer() failed");}}ngx_log_debug0(NGX_LOG_DEBUG_EVENT, cycle->log, 0, "sigsuspend");//等待信号量sigsuspend(&set);ngx_time_update();ngx_log_debug1(NGX_LOG_DEBUG_EVENT, cycle->log, 0,"wake up, sigio %i", sigio);//收到了SIGCHLD信号，有worker退出(ngx_reap == 1)if (ngx_reap) {ngx_reap = 0;ngx_log_debug0(NGX_LOG_DEBUG_EVENT, cycle->log, 0, "reap children");//处理所有worker，如果有worker异常退出，则重启//这个worker，如果所有的worker都退出了，则返回0live = ngx_reap_children(cycle);}//如果worker都退出了//并且收到了NGX_CMD_TERMINATE命令或者SIGTERM信号或SIGINT信号(ngx_terminate ==1)//或NGX_CMD_QUIT命令或SIGQUIT信号(ngx_quit == 1),则master退出if (!live && (ngx_terminate || ngx_quit)) {ngx_master_process_exit(cycle);}//收到了NGX_CMD_TERMINATE命令或者SIGTERM信号或SIGINT信号(ngx_terminate ==1)//通知所有worker退出，并且等待worker退出if (ngx_terminate) {if (delay == 0) {//设置延时delay = 50;}if (sigio) {sigio--;continue;}sigio = ccf->worker_processes + 2 /* cache processes */;if (delay > 1000) {//延时已到，给所有worker发送SIGKILL信号，强制杀死workerngx_signal_worker_processes(cycle, SIGKILL);} else {//给所有worker发送SIGTERM信号，通知worker退出ngx_signal_worker_processes(cycle,ngx_signal_value(NGX_TERMINATE_SIGNAL));}continue;}//NGX_CMD_QUIT命令或SIGQUIT信号(ngx_quit == 1)if (ngx_quit) {//给所有的worker发送SIGQUIT信号ngx_signal_worker_processes(cycle,ngx_signal_value(NGX_SHUTDOWN_SIGNAL));//关闭所有监听socketls = cycle->listening.elts;for (n = 0; n < cycle->listening.nelts; n++) {if (ngx_close_socket(ls.fd) == -1) {ngx_log_error(NGX_LOG_EMERG, cycle->log, ngx_socket_errno,ngx_close_socket_n " %V failed",&ls.addr_text);}}cycle->listening.nelts = 0;continue;}//收到SIGHUP信号if (ngx_reconfigure) {ngx_reconfigure = 0;//代码已被替换，重启worker，不需要重新初始化配置。if (ngx_new_binary) {ngx_start_worker_processes(cycle, ccf->worker_processes,NGX_PROCESS_RESPAWN);ngx_start_cache_manager_processes(cycle, 0);ngx_noaccepting = 0;continue;}ngx_log_error(NGX_LOG_NOTICE, cycle->log, 0, "reconfiguring");//重新初始化配置cycle = ngx_init_cycle(cycle);if (cycle == NULL) {cycle = (ngx_cycle_t *) ngx_cycle;continue;}//重启workerngx_cycle = cycle;ccf = (ngx_core_conf_t *) ngx_get_conf(cycle->conf_ctx,ngx_core_module);ngx_start_worker_processes(cycle, ccf->worker_processes,NGX_PROCESS_JUST_RESPAWN);ngx_start_cache_manager_processes(cycle, 1);live = 1;ngx_signal_worker_processes(cycle,ngx_signal_value(NGX_SHUTDOWN_SIGNAL));}//当ngx_noaccepting==1时，会把ngx_restart设为1，重启workerif (ngx_restart) {ngx_restart = 0;ngx_start_worker_processes(cycle, ccf->worker_processes,NGX_PROCESS_RESPAWN);ngx_start_cache_manager_processes(cycle, 0);live = 1;}//收到SIGUSR1信号，重新打开log文件if (ngx_reopen) {ngx_reopen = 0;ngx_log_error(NGX_LOG_NOTICE, cycle->log, 0, "reopening logs");ngx_reopen_files(cycle, ccf->user);ngx_signal_worker_processes(cycle,ngx_signal_value(NGX_REOPEN_SIGNAL));}//收到SIGUSER2，热代码替换if (ngx_change_binary) {ngx_change_binary = 0;ngx_log_error(NGX_LOG_NOTICE, cycle->log, 0, "changing binary");ngx_new_binary = ngx_exec_new_binary(cycle, ngx_argv);}//收到SIGWINCH信号不在接受请求，worker退出，master不退出if (ngx_noaccept) {ngx_noaccept = 0;ngx_noaccepting = 1;ngx_signal_worker_processes(cycle,ngx_signal_value(NGX_SHUTDOWN_SIGNAL));}}
下面总结下，也希望各位同学，再看总结之前，已经阅读了(起码是看了一遍)上面的代码注释！！！
该总结来自于http://blog.csdn.net/lu_ming/article/details/5144427非常感激作者无私奉献。
ngx_master_process_cycle()函数，这个函数会启动工作进程干活，并且会处理信号量，处理的过程中会杀死或者创建新的进程。
a) 阻塞所有nginx关心的信号；
b) 设置进程的title（如果你用ps –aux来查看就可以分清master与worker进程，这就是title的作用。）；
c) 按照ngx_core_conf_t中worker_processes数，启动若干个work进程；
d) 启动一个缓冲管理进程；
e) 初始化几个标志：ngx_new_binary = 0; delay = 0; live = 1;
f) 后面一个循环对不同的状态进行不同处理，而那些状态多数是进程收到的不同信号。下面是各个处理的详解：
a) delay不为0，如果收到SIGALRM信号ngx_sigalrm设为1，将delay时间乘以2；最后设置一个实时类型的计时器；
b) 挂起当前进程，等到有信号，就会从挂起状态退出，继续执行；
c) 退出挂起状态后，根据操作系统时间重新更新当前时间；
d) ngx_reap为1(收到SIGCHLD信号，有worker退出(ngx_reap==1))，调用ngx_reap_children()回收子进程；
e) 如果子进程都退出了(!live)且当前进程收到ngx_signal_value(NGX_SHUTDOWN_SIGNAL)或ngx_signal_value(NGX_TERMINATE_SIGNAL)信号，本进程进行退出处理(ngx_master_process_exit())；退出处理先删除pid文件，然后将调用所有模块的进程退出钩子，销毁内存池对象；
f) 如果ngx_terminate为1，delay为0，就设成50；如果delay>1000，向work进程发送SIGKILL信号，否则向work进程发送ngx_signal_value(NGX_TERMINATE_SIGNAL)信号；
g) 如果ngx_quit为1，向work进程发送ngx_signal_value(NGX_SHUTDOWN_SIGNAL)信号，然后将所有全局listening中的socket全关闭；continue；
h) 如果ngx_reconfigure为1(ngx_signal_value(NGX_RECONFIGURE_SIGNAL)信号对应)，就重新读取config文件；重新创建并初始化ngx_cycle对象，启动work进程，启动缓冲管理进程，将live设为1，调用ngx_signal_worker_processes()发送ngx_signal_value(NGX_SHUTDOWN_SIGNAL)信号；
i) ngx_new_binary为1(表示是新启动的一个进程)，启动work进程，启动缓冲管理进程，然后将ngx_noaccepting设为0；continue；
j) 如果ngx_restart为1(当ngx_noaccepting=1的时候会把ngx_restart设为1，重启worker)，启动work进程，启动缓冲管理进程，live设为1；
k) 如果ngx_reopen为1(ngx_signal_value(NGX_REOPEN_SIGNAL)信号对应)，则重新找开log文件，调用ngx_signal_worker_processes()发送ngx_signal_value(NGX_REOPEN_SIGNAL)信号；
l) 如果ngx_change_binary为1(ngx_signal_value(NGX_CHANGEBIN_SIGNAL)信号对应)，调用ngx_exec_new_binary()执行新进程；
m) 如果ngx_noaccept为1(ngx_signal_value(NGX_NOACCEPT_SIGNAL)对应)，设ngx_noaccepting为1，调用ngx_signal_worker_processes()发送ngx_signal_value(NGX_SHUTDOWN_SIGNAL)信号。
下一节，继续讲子进程创建，和所做的操作。
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