Nginx 模块开发之模块开发本质(2)

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Nginx 作为一个代理服务器,本质上就是处理网络请求。

以 HTTP 请求为例,本质就是一个 Nginx(request* req, response* r) 处理函数,输入请求,输出响应。

因此对于 Nginx 模块来说,其功能就是处理 request 以及 response。 根据 request 发送到后端程序,将后端程序返回的 response 发送到客户端。

在整个处理流程中,Nginx 模块有几个地方可以做一些处理。

  1. 从客户端接收到 request,并且发送到后端之前。
  2. 从后端接收到 response,并且发送到客户端之前。

在第一个阶段,Nginx 模块可以修改 request 中的内容,可以决定将 request 发送给哪一个后端程序,或者不发送给后端程序,自己直接创建一个 response 。

在第二个阶段,Nginx 模块可以修改 response 中的内容。

而 Nginx 本身处理了大量网络连接的细节问题,例如数据包的收发,请求路由,连接的重用,大量连接并发问题等等。

因此在开发 Nginx 模块之前,首先需要明白该模块需要在上述哪几个部分进行处理。

Nginx 模块中可以定义一系列回调函数,在这些阶段中进行回调。

下面简单介绍 Nginx 模块中的一些回调接口。

之前提到,编写 Nginx 模块,本质就是填写 ngx_module_t 结构体变量。 ngx_module_t 结构体中就定义了几个回调函数。通过名字大概能猜出其回调时机。 其中参数为 ngx_cycle_t, ngx_log_t

typedef struct ngx_module_s          ngx_module_t;

struct ngx_module_s {

    /* private part is omitted */

    void                 *ctx;
    ngx_command_t        *commands;
    ngx_uint_t            type;

    ngx_int_t           (*init_master)(ngx_log_t *log);

    ngx_int_t           (*init_module)(ngx_cycle_t *cycle);

    ngx_int_t           (*init_process)(ngx_cycle_t *cycle);
    ngx_int_t           (*init_thread)(ngx_cycle_t *cycle);
    void                (*exit_thread)(ngx_cycle_t *cycle);
    void                (*exit_process)(ngx_cycle_t *cycle);

    void                (*exit_master)(ngx_cycle_t *cycle);

    /* stubs for future extensions are omitted */
};

ngx_command_t 结构体中定义了 set 回调函数

typedef struct ngx_command_s  ngx_command_t;

struct ngx_command_s {
    ngx_str_t             name;
    ngx_uint_t            type;
    char               *(*set)(ngx_conf_t *cf, ngx_command_t *cmd, void *conf);
    ngx_uint_t            conf;
    ngx_uint_t            offset;
    void                 *post;
};

ngx_core_module_t 结构体中定义了 create_conf init_conf 回调函数

typedef struct {
    ngx_str_t             name;
    void               *(*create_conf)(ngx_cycle_t *cycle);
    char               *(*init_conf)(ngx_cycle_t *cycle, void *conf);
} ngx_core_module_t;

ngx_http_module_t 结构体中定义了如下几个回调函数。

typedef struct {
    ngx_int_t   (*preconfiguration)(ngx_conf_t *cf);
    ngx_int_t   (*postconfiguration)(ngx_conf_t *cf);

    void       *(*create_main_conf)(ngx_conf_t *cf);
    char       *(*init_main_conf)(ngx_conf_t *cf, void *conf);

    void       *(*create_srv_conf)(ngx_conf_t *cf);
    char       *(*merge_srv_conf)(ngx_conf_t *cf, void *prev, void *conf);

    void       *(*create_loc_conf)(ngx_conf_t *cf);
    char       *(*merge_loc_conf)(ngx_conf_t *cf, void *prev, void *conf);
} ngx_http_module_t;

除了这些明确定义的回调函数接口,还有一些回调函数接口可以使用。

例如之前提到的,通过 ngx_http_top_header_filter 以及 ngx_http_top_body_filter 来添加自定义的 filter。

对于http请求来说,可以通过以下宏来获取 Nginx 模块的相应配置信息, 其中提供了一些回调函数接口。

  • ngx_http_conf_get_module_main_conf(cf, module)
  • ngx_http_conf_get_module_srv_conf(cf, module)
  • ngx_http_conf_get_module_loc_conf(cf, module)

ngx_http_conf_get_module_main_conf 宏返回的是 ngx_http_core_main_conf_t 类型,其中 phases 字段定义了一系列回调函数。

回调函数添加示例:

ngx_http_handler_pt        *h;
ngx_http_core_main_conf_t  *cmcf;

cmcf = ngx_http_conf_get_module_main_conf(cf, ngx_http_core_module);

h = ngx_array_push(&cmcf->phases[NGX_HTTP_PREACCESS_PHASE].handlers);
if (h == NULL) {
    return NGX_ERROR;
}

*h = ngx_http_foo_handler;

return NGX_OK;
typedef struct {
    ngx_array_t                servers;         /* ngx_http_core_srv_conf_t */

    ngx_http_phase_engine_t    phase_engine;

    ngx_hash_t                 headers_in_hash;

    ngx_hash_t                 variables_hash;

    ngx_array_t                variables;         /* ngx_http_variable_t */
    ngx_array_t                prefix_variables;  /* ngx_http_variable_t */
    ngx_uint_t                 ncaptures;

    ngx_uint_t                 server_names_hash_max_size;
    ngx_uint_t                 server_names_hash_bucket_size;

    ngx_uint_t                 variables_hash_max_size;
    ngx_uint_t                 variables_hash_bucket_size;

    ngx_hash_keys_arrays_t    *variables_keys;

    ngx_array_t               *ports;

    ngx_http_phase_t           phases[NGX_HTTP_LOG_PHASE + 1];
} ngx_http_core_main_conf_t;

typedef struct {
    ngx_array_t                handlers;
} ngx_http_phase_t;

ngx_http_conf_get_module_srv_conf 宏返回的是 ngx_http_core_srv_conf_t 类型。

typedef struct {
    /* array of the ngx_http_server_name_t, "server_name" directive */
    ngx_array_t                 server_names;

    /* server ctx */
    ngx_http_conf_ctx_t        *ctx;

    u_char                     *file_name;
    ngx_uint_t                  line;

    ngx_str_t                   server_name;

    size_t                      connection_pool_size;
    size_t                      request_pool_size;
    size_t                      client_header_buffer_size;

    ngx_bufs_t                  large_client_header_buffers;

    ngx_msec_t                  client_header_timeout;

    ngx_flag_t                  ignore_invalid_headers;
    ngx_flag_t                  merge_slashes;
    ngx_flag_t                  underscores_in_headers;

    unsigned                    listen:1;
#if (NGX_PCRE)
    unsigned                    captures:1;
#endif

    ngx_http_core_loc_conf_t  **named_locations;
} ngx_http_core_srv_conf_t;

ngx_http_conf_get_module_loc_conf 宏返回的是 ngx_http_core_loc_conf_t 类型,其中 handler 字段定义了一系列回调函数。

typedef struct ngx_http_core_loc_conf_s  ngx_http_core_loc_conf_t;

struct ngx_http_core_loc_conf_s {
    ngx_str_t     name;          /* location name */

#if (NGX_PCRE)
    ngx_http_regex_t  *regex;
#endif

    unsigned      noname:1;   /* "if () {}" block or limit_except */
    unsigned      lmt_excpt:1;
    unsigned      named:1;

    unsigned      exact_match:1;
    unsigned      noregex:1;

    unsigned      auto_redirect:1;
#if (NGX_HTTP_GZIP)
    unsigned      gzip_disable_msie6:2;
    unsigned      gzip_disable_degradation:2;
#endif

    ngx_http_location_tree_node_t   *static_locations;
#if (NGX_PCRE)
    ngx_http_core_loc_conf_t       **regex_locations;
#endif

    /* pointer to the modules' loc_conf */
    void        **loc_conf;

    uint32_t      limit_except;
    void        **limit_except_loc_conf;

    ngx_http_handler_pt  handler;

    /* location name length for inclusive location with inherited alias */
    size_t        alias;
    ngx_str_t     root;                    /* root, alias */
    ngx_str_t     post_action;

    ngx_array_t  *root_lengths;
    ngx_array_t  *root_values;

    ngx_array_t  *types;
    ngx_hash_t    types_hash;
    ngx_str_t     default_type;

    off_t         client_max_body_size;    /* client_max_body_size */
    off_t         directio;                /* directio */
    off_t         directio_alignment;      /* directio_alignment */

    size_t        client_body_buffer_size; /* client_body_buffer_size */
    size_t        send_lowat;              /* send_lowat */
    size_t        postpone_output;         /* postpone_output */
    size_t        sendfile_max_chunk;      /* sendfile_max_chunk */
    size_t        read_ahead;              /* read_ahead */
    size_t        subrequest_output_buffer_size;
                                           /* subrequest_output_buffer_size */

    ngx_http_complex_value_t  *limit_rate; /* limit_rate */
    ngx_http_complex_value_t  *limit_rate_after; /* limit_rate_after */

    ngx_msec_t    client_body_timeout;     /* client_body_timeout */
    ngx_msec_t    send_timeout;            /* send_timeout */
    ngx_msec_t    keepalive_timeout;       /* keepalive_timeout */
    ngx_msec_t    lingering_time;          /* lingering_time */
    ngx_msec_t    lingering_timeout;       /* lingering_timeout */
    ngx_msec_t    resolver_timeout;        /* resolver_timeout */
    ngx_msec_t    auth_delay;              /* auth_delay */

    ngx_resolver_t  *resolver;             /* resolver */

    time_t        keepalive_header;        /* keepalive_timeout */

    ngx_uint_t    keepalive_requests;      /* keepalive_requests */
    ngx_uint_t    keepalive_disable;       /* keepalive_disable */
    ngx_uint_t    satisfy;                 /* satisfy */
    ngx_uint_t    lingering_close;         /* lingering_close */
    ngx_uint_t    if_modified_since;       /* if_modified_since */
    ngx_uint_t    max_ranges;              /* max_ranges */
    ngx_uint_t    client_body_in_file_only; /* client_body_in_file_only */

    ngx_flag_t    client_body_in_single_buffer;
                                           /* client_body_in_singe_buffer */
    ngx_flag_t    internal;                /* internal */
    ngx_flag_t    sendfile;                /* sendfile */
    ngx_flag_t    aio;                     /* aio */
    ngx_flag_t    aio_write;               /* aio_write */
    ngx_flag_t    tcp_nopush;              /* tcp_nopush */
    ngx_flag_t    tcp_nodelay;             /* tcp_nodelay */
    ngx_flag_t    reset_timedout_connection; /* reset_timedout_connection */
    ngx_flag_t    absolute_redirect;       /* absolute_redirect */
    ngx_flag_t    server_name_in_redirect; /* server_name_in_redirect */
    ngx_flag_t    port_in_redirect;        /* port_in_redirect */
    ngx_flag_t    msie_padding;            /* msie_padding */
    ngx_flag_t    msie_refresh;            /* msie_refresh */
    ngx_flag_t    log_not_found;           /* log_not_found */
    ngx_flag_t    log_subrequest;          /* log_subrequest */
    ngx_flag_t    recursive_error_pages;   /* recursive_error_pages */
    ngx_uint_t    server_tokens;           /* server_tokens */
    ngx_flag_t    chunked_transfer_encoding; /* chunked_transfer_encoding */
    ngx_flag_t    etag;                    /* etag */

#if (NGX_HTTP_GZIP)
    ngx_flag_t    gzip_vary;               /* gzip_vary */

    ngx_uint_t    gzip_http_version;       /* gzip_http_version */
    ngx_uint_t    gzip_proxied;            /* gzip_proxied */

#if (NGX_PCRE)
    ngx_array_t  *gzip_disable;            /* gzip_disable */
#endif
#endif

#if (NGX_THREADS || NGX_COMPAT)
    ngx_thread_pool_t         *thread_pool;
    ngx_http_complex_value_t  *thread_pool_value;
#endif

#if (NGX_HAVE_OPENAT)
    ngx_uint_t    disable_symlinks;        /* disable_symlinks */
    ngx_http_complex_value_t  *disable_symlinks_from;
#endif

    ngx_array_t  *error_pages;             /* error_page */

    ngx_path_t   *client_body_temp_path;   /* client_body_temp_path */

    ngx_open_file_cache_t  *open_file_cache;
    time_t        open_file_cache_valid;
    ngx_uint_t    open_file_cache_min_uses;
    ngx_flag_t    open_file_cache_errors;
    ngx_flag_t    open_file_cache_events;

    ngx_log_t    *error_log;

    ngx_uint_t    types_hash_max_size;
    ngx_uint_t    types_hash_bucket_size;

    ngx_queue_t  *locations;

#if 0
    ngx_http_core_loc_conf_t  *prev_location;
#endif
};