Nginx源代码分析

jarod8016b

我看Nginx源代码的时候，感觉整个系统都在传递log指针。log在nginx里是比较关键的。日志和内存分配是最基础的两个起点代码，最好是在自己写的程序框架中早点完善并实现。以免未来要用大量的精力调整。

1. 日志的源代码位置

日志的源代码在src/code/ngx_log.c及ngx_log.h里。

2. 日志的初始化

在main()函数一开始，对一些基础数据进行初始化，其中之一就是日志，源代码如下：

log = ngx_log_init();
if (log == NULL) {
return 1;
}

3. 传递日志指针

在创建任何结构或执行任何函数，无论那种结构体都至少会包含一个向下传递的日志指针，例如以下代码：

init_cycle.log = log;
ngx_cycle = &init_cycle;

init_cycle.pool = ngx_create_pool(1024, log);
if (init_cycle.pool == NULL) {
return 1;
}

说明cycle结构体内含有日志指针、在创建内存池的时候最后一个参数也是日志指针。

我们在列举一些结构，例如：

struct ngx_connection_s {
void *data;
ngx_event_t *read;
ngx_event_t *write;

ngx_socket_t fd;

ngx_recv_pt recv;
ngx_send_pt send;
ngx_recv_chain_pt recv_chain;
ngx_send_chain_pt send_chain;

ngx_listening_t *listening;

off_t sent;

ngx_log_t *log;

在connection结构里也传递了log指针。

4. 日志的分级

为了开发调试方便，日志被分成很多等级，我们可以只写入我们关心等级的日志，Nginx的调试等级分成了两个维度，如下：

#define NGX_LOG_STDERR 0
#define NGX_LOG_EMERG 1
#define NGX_LOG_ALERT 2
#define NGX_LOG_CRIT 3
#define NGX_LOG_ERR 4
#define NGX_LOG_WARN 5
#define NGX_LOG_NOTICE 6
#define NGX_LOG_INFO 7
#define NGX_LOG_DEBUG 8

#define NGX_LOG_DEBUG_CORE 0x010
#define NGX_LOG_DEBUG_ALLOC 0x020
#define NGX_LOG_DEBUG_MUTEX 0x040
#define NGX_LOG_DEBUG_EVENT 0x080
#define NGX_LOG_DEBUG_HTTP 0x100
#define NGX_LOG_DEBUG_MAIL 0x200
#define NGX_LOG_DEBUG_MYSQL 0x400

#define NGX_LOG_DEBUG_FIRST NGX_LOG_DEBUG_CORE
#define NGX_LOG_DEBUG_LAST NGX_LOG_DEBUG_MYSQL
#define NGX_LOG_DEBUG_CONNECTION 0x80000000
#define NGX_LOG_DEBUG_ALL 0x7ffffff0


第一个维度是0-8，当我们在配置文件中如下设置：

#error_log logs/debug.log debug;
#error_log logs/error.log notice;
#error_log logs/error.log info;

常量如何与字符串对应起来的可以看，log.c文件中的一段定义：

static const char *err_levels[] = {
"stderr", "emerg", "alert", "crit", "error",
"warn", "notice", "info", "debug"
};

在nginx的判断中只要是debug就一定会输出小于8的所有信息，源代码如下：

#define ngx_log_error(level, log, args...) \
if ((log)->log_level >= level) ngx_log_error_core(level, log, args)

或者我们管这种维度叫做 error 维度。

另外一个维度是0x10以上，我们可以自由扩展，这个维度是按照叠加效果计算的，源代码如下：
#define ngx_log_debug(level, log, args...) \
if ((log)->log_level & level) \
ngx_log_error_core(NGX_LOG_DEBUG, log, args)

ngx_set_error_log_levels() {

...

for (n = 1; n <= NGX_LOG_DEBUG; n++) {
if (ngx_strcmp(value.data, err_levels[n]) == 0) {

if (log->log_level != 0) {
ngx_conf_log_error(NGX_LOG_EMERG, cf, 0,
"duplicate log level \"%s\"",
value.data);
return NGX_CONF_ERROR;
}

log->log_level = n;
continue;
}
}

...

}

按照这个逻辑，nginx只认第一有效设置，不能使用这样的配置

error_log logs/debug.log debug | info;

错误是 [emerg] 3596#0: duplicate log level "info" in /data/services/nginx/conf/nginx.conf:6

但可以写

error_log logs/debug.log debug | langwan;

写错了没事 ：）


或者我们管这个维度叫做 debug 维度，相关源代码如下：

#define NGX_LOG_DEBUG_FIRST NGX_LOG_DEBUG_CORE
#define NGX_LOG_DEBUG_LAST NGX_LOG_DEBUG_MYSQL

ngx_set_error_log_levels() {

...

for (n = 0, d = NGX_LOG_DEBUG_FIRST; d <= NGX_LOG_DEBUG_LAST; d <<= 1) {
if (ngx_strcmp(value.data, debug_levels[n++]) == 0) {
if (log->log_level & ~NGX_LOG_DEBUG_ALL) {
ngx_conf_log_error(NGX_LOG_EMERG, cf, 0,
"invalid log level \"%s\"",
value.data);
return NGX_CONF_ERROR;
}

log->log_level |= d;
}
}

...

}

由于NGX_LOG_DEBUG_ALL的限制，限制了0-8这9个等级，不能出现在相同的配置里，例如下面的设置是错误的：

error_log logs/debug.log debug | debug_alloc;

错误是 [emerg] 3579#0: invalid log level "debug_alloc" in /data/services/nginx/conf/nginx.conf:6

只能写成

error_log logs/debug.log debug_http | debug_alloc;

5. debug与debug_http之间的关系

实际上开启了debug等级会输出所有debug_开头的调试信息，如果我们想过滤一下信息，只能详细去按照 debug_http|debug_alloc 这样去设置，否则光设置debug就全出来了，具体表示关系的代码如下：

if (log->log_level == 0) {
log->log_level = NGX_LOG_ERR;

} else if (log->log_level == NGX_LOG_DEBUG) {
log->log_level = NGX_LOG_DEBUG_ALL;
}

当错误等级包含NGX_LOG_DEBUG设置所有的调试等级给log_level。

6. 默认的错误等级

上面的代码实际上也已经说明了，默认的错误等级是NGX_LOG_ERR

7. 错误日志有关的四个函数之间的调度关系

ngx_log_error() 按照优先级的大小判定是否输出错误信息，例如：

error_log logs/debug.log error;

不会输出 NGX_LOG_WARN、NGX_LOG_NOTICE、NGX_LOG_INFO、NGX_LOG_DEBUG 信息。

ngx_log_debug() 系列函数一共有10个，这里的0-8表示参数个数，不代表错误等级，用于输出DEBUG_HTTP等调试信息。这9个函数均是ngx_log_debug()的一种宏定义，例如：

#define ngx_log_debug3(level, log, err, fmt, arg1, arg2, arg3) \
if ((log)->log_level & level) \
ngx_log_debug_core(log, err, fmt, arg1, arg2, arg3)

剩下还有ngx_log_debug_core()、与ngx_log_error_core()两个函数