Nginx線程池模式怎么理解

本篇內容主要講解“Nginx線程池模式怎么理解”，感興趣的朋友不妨來看看。本文介紹的方法操作簡單快捷，實用性強。下面就讓小編來帶大家學習“Nginx線程池模式怎么理解”吧!

nginx的IO模型，大家應該都有所了解。簡單而言，就是一個master進程和多個worker進程(進程數由配置決定);master進程負責accept請求并隊列化，最后轉發給worker進程并由其進行請求處理和響應的整個過程。

nginx是以多進程模式運行的。nginx在1.7.11版本提供了多線程特性(multi-threading)，不過這個多線程僅用在aio模型中對本地文件的操作上，出發點就是以非阻塞模式，來提高文件IO的效率和并發能力。

所以這個多線程，并不是nginx通過多線程的方式處理proxy request(這部分是通過epoll模式)，而是用來處理本地的一些靜態文件。

這里涉及到幾個基本指令：sendfile、aio和directio，它們均與本地文件的操作有關，接下來我們分別看看它的意義。

sendfile

這個指令與系統函數sendfile()具有相同的語義，sendfile的目的就是提高本地文件通過socket發送的效率。官方的博客介紹了如何利用nginx  線程池aio，實現9倍的性能。

它還有一個比較好記的名稱，叫做零拷貝。那與傳統的文件讀取然后發送到網絡上，有什么區別呢?

磁盤、網絡驅動器、內存是三種不同的傳輸介質，如果從本地讀取一個文件并通過socket發送出去，通常情況下是進過如下幾個步驟：

• 1)磁盤驅動器從根據CPU的調度，從磁盤讀取一定長度(chunk)的字節數據

• 2)字節數據copy到內核內存中

• 3)將內核內存中的數據copy到進程工作區內存

• 4)進程通過socket將數據copy到網絡驅動器緩存， 并通過相應的傳輸協議發送出去。

可以看到，數據的發送過程涉及到多次copy，這受限于計算機系統的設計問題。

sendfile的主要出發點，就是要減少數據的copy以提高發送效率，sendfile是linux系統級的調用，socket可以通過DMA(直接內存訪問)方式直接訪問文件數據，并通過傳輸協議發送，減少了2次數據copy(磁盤到內核，內核到工作區)。

sendfile_max_chunk參數用于限定每次sendfile()調用發送的最大數據尺寸，如果不限制大小的話，將會獨占整個worker進程，默認為“無限制”。這也太霸道了。

對于nginx而言，代理靜態本地的靜態文件資源(通常是小文件)將是非常高效的，建議對一些靜態文件比如html、圖片等，開啟此參數。

location /video {     sendfile on;     sendfile_max_chunk 128k;     aio on; }

directio

這個指令用于開啟對O_DIRECT標記(BSD，linux)的使用，對應directio()這個系統調用。

此參數是針對大文件而設定的，sendfile針對的是小文件。通過directio可以指定限定的尺寸大小，對于超過此size的文件，將會使用directio(而不再使用sendfile)。

根據directio的設計初衷，它具備sendfile的基本原理，只是不使用內核cache，而是直接使用DMA，而且使用之后內存cache(頁對齊部分)也將被釋放。

因此directio通常適用于大文件讀取，而且通常讀取頻率很低。因為對于高頻的讀取，它并不能提高效率(因為它不會重用cache，而是每次都DMA)。由于存在性能權衡問題，此參數默認為off。

location /video {     sendfile on;     directio 8m;     aio on; }

aio

談到aio模型，其實語義也基本相同，就是異步文件IO，nginx默認關閉此特性，它需要在高版本的linux平臺上才支持(2.6.22+)。

在linux上，directio只能讀取基于512字節邊界對齊的blocks，文件結束的那些未對齊的block將使用阻塞模式讀取。

同樣，如果文件在開頭沒有對齊，整個文件都將阻塞式讀取。這里所謂的對齊，就是文件數據在內存頁中的cache情況。

當aio和sendfile都開啟時，將會對那些size大于directio設定值的文件使用aio機制：即當小于directio設定值的文件將直接使用sendfile(aio不參與)。

aio，簡單而言，就是使用多線程異步模式讀取較大的文件，以提高IO效率，但是事實上可能并沒有任何提高。因為大文件的讀取，并不能使用cache、而且本身也是耗時的，即使是多線程，對于request的等待時間也是無法預估的，特別是并發請求較高的時候。但是aio能夠提高IO的并發能力，這個是確定的。

默認情況下，多線程模式是關閉的，我們需要通過--with-threads配置來開啟，此特性盡在支持epoll、kqueue的平臺上兼容。對于線程池的設置，我們可以通過thread_pool來聲明，并在aio指令中指定。

我們的配置文件近一步豐富了一些。

thread_pool default_pool threads=16;##main上下文 ... location /video {     sendfile on;     sendfile_max_chunk 128k;     directio 8M;     aio threads=default_pool; }

當線程池中所有的線程都處于busy狀態，那么新的task請求將會加入到等待隊列。我們可以在thread_pool中使用max_queue參數來指定隊列的大小，默認隊列大小為65536，當隊列已滿后續的請求將會拋出error。

到此，相信大家對“Nginx線程池模式怎么理解”有了更深的了解，不妨來實際操作一番吧！這里是億速云網站，更多相關內容可以進入相關頻道進行查詢，關注我們，繼續學習！