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Nginx架构

Nginx("engine x")是一个高性能的HTTP和反向代理服务器，同时也是IMAP/POP3/SMTP代理服务器。作为一个高效的网络应用，它在现代网络环境中发挥着重要作用。

Nginx在启动后，以daemon守护线程的方式在Unix系统中运行。其后台进程包含一个master进程和多个worker进程。在Unix系统中，Nginx默认采用多进程方式管理，这种模式在性能上具有显著优势。

master进程的主要职责是管理worker进程。它负责接收来自外界的信号，向各worker进程发送管理指令，并监控worker进程的运行状态。在worker进程出现异常情况时，master进程会自动启动新的worker进程，确保服务的持续性。

而每个worker进程则负责处理基本的网络事件。多个worker进程之间是对等的，它们竞争来自客户端的请求。每个请求只能在单个worker进程中处理，worker进程之间相互独立。为了充分利用多核计算资源，Nginx支持CPU绑定选项，可以将某个进程绑定到特定的CPU核上，从而减少上下文切换带来的性能损失。

在Nginx的工作机制中，每个worker进程都是从master进程fork出来的。master进程首先建立需要监听的socket，然后再fork出多个worker进程。每个worker进程都可以监控同一个IP地址和端口的socket。根据网络协议的特性，只有一个进程可以接收连接，其它进程会在accept操作上失败。

相比于线程模型，Nginx采用进程的优势在于：

而多线程模型在高并发场景下存在显著的性能问题。每个请求都需要独占一个线程，线程的内存占用随请求数量增加而快速提升。线程上下文切换会导致CPU开销增加，影响整体性能。在高并发下，线程模型难以应对内存占用和上下文切换带来的性能瓶颈。

Nginx采用异步非阻塞模型，这种模式下的事件处理更加高效。异步指的是事件之间不是同时发生的，而非阻塞则意味着在事件未准备就绪时，可以立即返回处理其他任务。这种组合方式使得每个请求只占用极小的内存资源，不需要等待前一个事件完成。

相比传统的线程模型，Nginx的异步非阻塞模型具有明显优势：

据淘宝tengine团队的测试结果，Nginx在24G内存的环境下，可以处理并发请求高达200万。这种性能表现充分体现了Nginx在高并发场景下的卓越优势。

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