运行逻辑图
介绍
Nginx（"Engine-X" 的缩写）是一款高性能的HTTP和反向代理服务器，能够处理高并发请求，同时占用较少的系统资源。Nginx 的运行原理可以从以下几个关键点来理解：
1. 事件驱动架构
Nginx 采用事件驱动的异步非阻塞处理模型，这使它能够高效地处理大量并发连接。与传统的进程或线程池模型不同，Nginx 使用单一线程来处理多个请求，通过异步 I/O 和事件通知机制来管理网络连接和请求处理。
- 事件循环：Nginx 内部维护一个事件循环，所有的连接请求都在这个循环中被处理。每个连接事件（如连接建立、数据到达、连接关闭等）都会触发相应的处理函数。
- 异步非阻塞 I/O：当一个请求需要等待外部资源（如磁盘 I/O 或后端服务器响应）时，Nginx 并不会阻塞线程，而是将其挂起并继续处理其他请求。当外部资源准备就绪时，Nginx 再继续处理挂起的请求。
2. 主进程和工作进程模型
Nginx 采用“一个主进程（master process）+ 多个工作进程（worker processes）”的多进程架构。
- 主进程：负责读取和评估配置文件、管理工作进程的启动和停止。主进程的职责主要是维护工作进程的生命周期，并在需要时重新加载配置或重启工作进程。
- 工作进程：每个工作进程都是独立的，负责处理网络请求。所有的工作进程均使用相同的配置，且彼此之间是独立的。这种设计使得每个工作进程都能充分利用多核 CPU 的性能。
3. 反向代理和负载均衡
Nginx 通常被用作反向代理服务器，将客户端请求转发到后端服务器。它支持多种负载均衡算法（如轮询、最少连接、IP 哈希等）来分配请求，确保后端服务器的负载均衡。
- 反向代理：当 Nginx 作为反向代理时，客户端请求先到达 Nginx，Nginx 根据配置将请求转发到后端服务器，并将服务器的响应返回给客户端。
- 负载均衡：Nginx 可以根据配置使用不同的策略（如轮询、加权轮询、最少连接、IP 哈希等）来分配请求，从而平衡多个后端服务器的负载，提高系统的整体性能和可靠性。
4. 模块化设计
Nginx 具有高度模块化的设计，允许在不改变核心的情况下扩展其功能。模块包括核心模块、标准 HTTP 模块、邮件服务模块、以及第三方扩展模块。
- 核心模块：处理基本功能，如连接、请求、响应等。
- 标准 HTTP 模块：支持常见的 HTTP 功能，如缓存、压缩、重写 URL、访问控制等。
- 邮件服务模块：用于处理 SMTP、IMAP 和 POP3 协议。
- 第三方模块：用户可以根据需要添加第三方模块，以扩展 Nginx 的功能。
5. 高效的静态文件服务
Nginx 非常擅长处理静态文件（如 HTML、CSS、JavaScript、图像等）的服务。它可以直接从文件系统中读取文件并将其高效地传输给客户端。
- 内存映射（memory mapping） ：Nginx 可以利用操作系统的内存映射技术（
mmap）来提高文件读取效率，减少 I/O 操作。 - 零拷贝（zero-copy） ：Nginx 使用零拷贝技术（如
sendfile系统调用）来减少数据在内存中的复制次数，从而提高性能。
6. 缓存和压缩
Nginx 支持内容缓存和 gzip 压缩，以提高响应速度和减少带宽消耗。
- 缓存：Nginx 可以将后端服务器的响应内容缓存到本地，以提高频繁访问数据的响应速度。
- 压缩：Nginx 可以在响应数据之前对其进行 gzip 压缩，减少传输数据量，加快传输速度。
7. 安全性
Nginx 支持 SSL/TLS 加密，能够提供 HTTPS 服务，还可以通过配置来实现访问控制和请求过滤，提高系统的安全性。
总结
Nginx 通过其事件驱动架构、非阻塞 I/O、多进程模型、模块化设计、静态文件高效处理、缓存和压缩机制，成为了一个高性能、高可靠性、易于扩展的服务器，广泛用于 Web 服务器、反向代理、负载均衡等场景。
