深入理解Nginx 模块开发与架构解析

基本信息

名称： 深入理解Nginx 模块开发与架构解析
作者信息： 作者: 陶辉 [ 中文 pdf ]

简单介绍

《深入理解Nginx:模块开发与架构解析》由阿里巴巴资深Nginx专家撰写，透彻解析Nginx架构，详解Nginx模块开发方法和技巧。

目录

前 言
第一部分 Nginx能帮我们做什么
第1章 研究Nginx前的准备工作／2
1.1 Nginx是什么／2
1.2 为什么选择Nginx／4
1.3 准备工作／7
1.3.1 Linux操作系统／7
1.3.2 使用Nginx的必备软件／7
1.3.3 磁盘目录／8
1.3.4 Linux内核参数的优化／9
1.3.5 获取Nginx源码／11
1.4 编译安装Nginx／11
1.5 configure详解／11
1.5.1 configure的命令参数／12
1.5.2 configure执行流程／18
1.5.3 configure生成的文件／22
1.6 Nginx的命令行控制／24
1.7 小结／27
第2章 Nginx的配置／28
2.1 运行中的Nginx进程间的关系／28
2.2 Nginx配置的通用语法／31
2.2.1 块配置项／31
2.2.2 配置项的语法格式／32
2.2.3 配置项的注释／33
2.2.4 配置项的单位／33
2.2.5 在配置中使用变量／33
2.3 Nginx服务的基本配置／34
2.3.1 用于调试进程和定位问题的配置项／34
2.3.2 正常运行的配置项／36
2.3.3 优化性能的配置项／38
2.3.4 事件类配置项／39
2.4 用HTTP核心模块配置一个静态Web服务器／41
2.4.1 虚拟主机与请求的分发／42
2.4.2 文件路径的定义／45
2.4.3 内存及磁盘资源的分配／48
2.4.4 网络连接的设置／50
2.4.5 MIME类型的设置／53
2.4.6 对客户端请求的限制／54
2.4.7 文件操作的优化／55
2.4.8 对客户端请求的特殊处理／57
2.4.9 ngx_http_core_module模块提供的变量／59
2.5 用HTTPproxymodule配置一个反向代理服务器／60
2.5.1 负载均衡的基本配置／62
2.5.2 反向代理的基本配置／64
2.6 小结／68
第二部分 如何编写HTTP模块
第3章 开发一个简单的HTTP模块／70
3.1 如何调用HTTP模块／70
3.2 准备工作／72
3.2.1 整型的封装／72
3.2.2 ngx_str_t数据结构／73
3.2.3 ngx_list_t数据结构／73
3.2.4 ngx_table_elt_t数据结构／77
3.2.5 ngx_buf_t数据结构／77
3.2.6 ngx_chain_t数据结构／79
3.3 如何将自己的HTTP模块编译进Nginx／79
3.3.1 config文件的写法／80
3.3.2 利用configure脚本将定制的模块加入到Nginx中／80
3.3.3 直接修改Makefile文件／84
3.4 HTTP模块的数据结构／85
3.5 定义自己的HTTP模块／88
3.6 处理用户请求／92
3.6.1 处理方法的返回值／92
3.6.2 获取URI和参数／95
3.6.3 获取HTTP头部／98
3.6.4 获取HTTP包体／101
3.7 发送响应／102
3.7.1 发送HTTP头部／102
3.7.2 将内存中的字符串作为包体发送／104
3.7.3 经典的“HelloWorld”示例／106
3.8 将磁盘文件作为包体发送／107
3.8.1 如何发送磁盘中的文件／107
3.8.2 清理文件句柄／110
3.8.3 支持用户多线程下载和断点续传／111
3.9 用C++语言编写HTTP模块／112
3.9.1 编译方式的修改／112
3.9.2 程序中的符号转换／114
3.10 小结／114
第4章 配置、error日志和请求上下文／115
4.1 http配置项的使用场景／115
4.2 怎样使用http配置／117
4.2.1 分配用于保存配置参数的数据结构／117
4.2.2 设定配置项的解析方式／119
4.2.3 使用14种预设方法解析配置项／125
4.2.4 自定义配置项处理方法／136
4.2.5 合并配置项／137
4.3 HTTP配置模型／140
4.3.1 解析HTTP配置的流程／141
4.3.2 HTTP配置模型的内存布局／144
4.3.3 如何合并配置项／147
4.3.4 预设配置项处理方法的工作原理／149
4.4 error日志的用法／150
4.5 请求的上下文／155
4.5.1 上下文与全异步Web服务器的关系／155
4.5.2 如何使用HTTP上下文／156
4.5.3 HTTP框架如何维护上下文结构／157
4.6 小结／158
第5章 访问第三方服务／159
5.1 upstream的使用方式／160
5.1.1 ngx_http_upstream_t结构体／163
5.1.2 设置upstream的限制性参数／164
5.1.3 设置需要访问的第三方服务器地址／165
5.1.4 设置回调方法／166
5.1.5 如何启动upstream机制／166
5.2 回调方法的执行场景／167
5.2.1 create_request回调方法／167
5.2.2 reinit_request回调方法／169
5.2.3 finalize_request回调方法／170
5.2.4 process_header回调方法／171
5.2.5 rewrite_redirect回调方法／172
5.2.6 input_filter_init与input_filter回调方法／172
5.3 使用upstream的示例／173
5.3.1 upstream的各种配置参数／174
5.3.2 请求上下文／175
5.3.3 在create_request方法中构造请求／176
5.3.4 在process_header方法中解析包头／177
5.3.5 在finalize_request方法中释放资源／180
5.3.6 在ngx_http_mytest_handler方法中启动upstream／181
5.4 subrequest的使用方式／183
5.4.1 配置子请求的处理方式／183
5.4.2 实现子请求处理完毕时的回调方法／184
5.4.3 处理父请求被重新激活后的回调方法／185
5.4.4 启动subrequest子请求／185
5.5 subrequest执行过程中的主要场景／186
5.5.1 如何启动subrequest／186
5.5.2 如何转发多个子请求的响应包体／188
5.5.3 子请求如何激活父请求／192
5.6 subrequest使用的例子／193
5.6.1 配置文件中子请求的设置／194
5.6.2 请求上下文／194
5.6.3 子请求结束时的处理方法／195
5.6.4 父请求的回调方法／196
5.6.5 启动subrequest／197
5.7 小结／198
第6章 开发一个简单的HTTP过滤模块／199
6.1 过滤模块的意义／199
6.2 过滤模块的调用顺序／200
6.2.1 过滤链表是如何构成的／200
6.2.2 过滤链表的顺序／203
6.2.3 官方默认HTTP过滤模块的功能简介／204
6.3 HTTP过滤模块的开发步骤／206
6.4 HTTP过滤模块的简单例子／207
6.4.1 如何编写config文件／208
6.4.2 配置项和上下文／208
6.4.3 定义HTTP过滤模块／210
6.4.4 初始化HTTP过滤模块／211
6.4.5 处理请求中的HTTP头部／212
6.4.6 处理请求中的HTTP包体／213
6.5 小结／214
第7章 Nginx提供的高级数据结构／215
7.1 Nginx提供的高级数据结构概述／215
7.2 ngx_queue_t双向链表／217
7.2.1 为什么设计ngx_queue_t双向链表／217
7.2.2 双向链表的使用方法／217
7.2.3 使用双向链表排序的例子／219
7.2.4 双向链表是如何实现的／221
7.3 ngx_array_t动态数组／222
7.3.1 为什么设计ngx_array_t动态数组／223
7.3.2 动态数组的使用方法／223
7.3.3 使用动态数组的例子／225
7.3.4 动态数组的扩容方式／226
7.4 ngx_list_t单向链表／226
7.5 ngx_rbtree_t红黑树／227
7.5.1 为什么设计ngx_rbtree_t红黑树／227
7.5.2 红黑树的特性／228
7.5.3 红黑树的使用方法／230
7.5.4 使用红黑树的简单例子／233
7.5.5 如何自定义添加成员方法／234
7.6 ngx_radix_tree_t基数树／236
7.6.1 ngx_radix_tree_t基数树的原理／236
7.6.2 基数树的使用方法／238
7.6.3 使用基数树的例子／239
7.7 支持通配符的散列表／240
7.7.1 ngx_hash_t基本散列表／240
7.7.2 支持通配符的散列表／243
7.7.3 带通配符散列表的使用例子／250
7.8 小结／254
第三部分 深入Nginx
第8章 Nginx基础架构／256
8.1 Web服务器设计中的关键约束／256
8.2 Nginx的架构设计／259
8.2.1 优秀的模块化设计／259
8.2.2 事件驱动架构／263
8.2.3 请求的多阶段异步处理／264
8.2.4 管理进程、多工作进程设计／267
8.2.5 平台无关的代码实现／268
8.2.6 内存池的设计／268
8.2.7 使用统一管道过滤器模式的HTTP过滤模块／268
8.2.8 其他一些用户模块／269
8.3 Nginx框架中的核心结构体ngx_cycle_t／269
8.3.1 ngx_listening_t结构体／269
8.3.2 ngx_cycle_t结构体／271
8.3.3 ngx_cycle_t支持的方法／273
8.4 Nginx启动时框架的处理流程／275
8.5 worker进程是如何工作的／278
8.6 master进程是如何工作的／281
8.7 小结／286
第9章 事件模块／287
9.1 事件处理框架概述／287
9.2 Nginx事件的定义／290
9.3 Nginx连接的定义／293
9.3.1 被动连接／294
9.3.2 主动连接／297
9.3.3 ngx_connection_t连接池／298
9.4 ngx_events_module核心模块／300
9.4.1 如何管理所有事件模块的配置项／301
9.4.2 管理事件模块／303
9.5 ngx_event_core_module事件模块／305
9.6 epoll事件驱动模块／310
9.6.1 epoll的原理和用法／311
9.6.2 如何使用epoll／313
9.6.3 ngx_epoll_module模块的实现／315
9.7 定时器事件／323
9.7.1 缓存时间的管理／324
9.7.2 缓存时间的精度／326
9.7.3 定时器的实现／327
9.8 事件驱动框架的处理流程／328
9.8.1 如何建立新连接／329
9.8.2 如何解决“惊群”问题／330
9.8.3 如何实现负载均衡／333
9.8.4 post事件队列／334
9.8.5 ngx_process_events_and_timers流程／335
9.9 文件的异步I／O／338
9.9.1 Linux内核提供的文件异步I／O／339
9.9.2 ngx_epoll_module模块中实现的针对文件的异步I／O／342
9.10 小结／346
第10章 HTTP框架的初始化／347
10.1 HTTP框架概述／348
10.2 管理HTTP模块的配置项／351
10.2.1 管理main级别下的配置项／352
10.2.2 管理server级别下的配置项／354
10.2.3 管理location级别下的配置项／357
10.2.4 不同级别配置项的合并／362
10.3 监听端口的管理／367
10.4 server的快速检索／369
10.5 location的快速检索／371
10.6 HTTP请求的11个处理阶段／372
10.6.1 HTTP处理阶段的普适规则／374
10.6.2 NGX_HTTP_POST_READ_PHASE阶段／376
10.6.3 NGX_HTTP_SERVER_REWRITE_PHASE阶段／378
10.6.4 NGX_HTTP_FIND_CONFIG_PHASE阶段／379
10.6.5 NGX_HTTP_REWRITE_PHASE阶段／379
10.6.6 NGX_HTTP_POST_REWRITE_PHASE阶段／379
10.6.7 NGX_HTTP_PREACCESS_PHASE阶段／379
10.6.8 NGX_HTTP_ACCESS_PHASE阶段／380
10.6.9 NGX_HTTP_POST_ACCESS_PHASE阶段／380
10.6.10 NGX_HTTP_TRY_FILES_PHASE阶段／381
10.6.11 NGX_HTTP_CONTENT_PHASE阶段／381
10.6.12 NGX_HTTP_LOG_PHASE阶段／382
10.7 HTTP框架的初始化流程／383
10.8 小结／385
第11章 HTTP框架的执行流程／386
11.1 HTTP框架执行流程概述／387
11.2 新连接建立时的行为／388
11.3 第一次可读事件的处理／390
11.4 接收HTTP请求行／396
11.5 接收HTTP头部／399
11.6 处理HTTP请求／403
11.6.1 ngx_http_core_generic_phase／409
11.6.2 ngx_http_core_rewrite_phase／411
11.6.3 ngx_http_core_access_phase／412
11.6.4 ngx_http_core_content_phase／415
11.7 subrequest与post请求／419
11.8 处理HTTP包体／421
11.8.1 接收包体／422
11.8.2 放弃接收包体／429
11.9 发送HTTP响应／433
11.9.1 ngx_http_send_header／434
11.9.2 ngx_http_output_filter／436
11.9.3 ngx_http_writer／440
11.10 结束HTTP请求／442
11.10.1 ngx_http_close_connection／443
11.10.2 ngx_http_free_request／444
11.10.3 ngx_http_close_request／446
11.10.4 ngx_http_finalize_connection／447
11.10.5 ngx_http_terminate_request／447
11.10.6 ngx_http_finalize_request／448
11.11 小结／452
第12章 upstream机制的设计与实现／453
12.1 upstream机制概述／453
12.1.1 设计目的／454
12.1.2 ngx_http_upstream_t数据结构的意义／456
12.1.3 ngx_http_upstream_conf_t配置结构体／459
12.2 启动upstream／462
12.3 与上游服务器建立连接／464
12.4 发送请求到上游服务器／467
12.5 接收上游服务器的响应头部／470
12.5.1 应用层协议的两段划分方式／470
12.5.2 处理包体的3种方式／471
12.5.3 接收响应头部的流程／473
12.6 不转发响应时的处理流程／476
12.6.1 input_filter方法的设计／477
12.6.2 默认的input_filter方法／478
12.6.3 接收包体的流程／479
12.7 以下游网速优先来转发响应／481
12.7.1 转发响应的包头／482
12.7.2 转发响应的包体／484
12.8 以上游网速优先来转发响应／489
12.8.1 ngx_event_pipe_t结构体的意义／489
12.8.2 转发响应的包头／493
12.8.3 转发响应的包体／495
12.8.4 ngx_event_pipe_read_upstream方法／498
12.8.5 ngx_event_pipe_write_to_downstream方法／502
12.9 结束upstream请求／504
12.10 小结／508
第13章 邮件代理模块／509
13.1 邮件代理服务器的功能／509
13.2 邮件模块的处理框架／512
13.2.1 一个请求的8个独立处理阶段／512
13.2.2 邮件类模块的定义／514
13.2.3 邮件框架的初始化／516
13.3 初始化请求／517
13.3.1 描述邮件请求的ngx_mail_session_t结构体／517
13.3.2 初始化邮件请求的流程／519
13.4 接收并解析客户端请求／520
13.5 邮件认证／520
13.5.1 ngx_mail_auth_http_ctx_t结构体／520
13.5.2 与认证服务器建立连接／522
13.5.3 发送请求到认证服务器／522
13.5.4 接收并解析响应／525
13.6 与上游邮件服务器间的认证交互／526
13.6.1 ngx_mail_proxy_ctx_t结构体／526
13.6.2 向上游邮件服务器发起连接／527
13.6.3 与邮件服务器认证交互的过程／528
13.7 透传上游邮件服务器与客户端间的流／530
13.8 小结／535
第14章 进程间的通信机制／536
14.1 概述／536
14.2 共享内存／536
14.3 原子操作／541
14.3.1 不支持原子库下的原子操作／541
14.3.2 x86架构下的原子操作／542
14.3.3 自旋锁／545
14.4 Nginx频道／546
14.5 信号／549
14.6 信号量／551
14.7 文件锁／553
14.8 互斥锁／556
14.8.1 文件锁实现的ngx_shmtx_t锁／558
14.8.2 原子变量实现的ngx_shmtx_t锁／560
14.9 小结／565

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