从 mian 函数开始一步一步分析 nginx 执行流程（三）

如不做特殊说明，本博客所使用的 nginx 源码版本是 1.0.14，[] 中是代码所在的文件！

这一节我们分析ngx_start_worker_processes()，该函数代码比较少，因为它通过调用函数实现功能的，先贴出代码：

[os/unix/ngx_process_cycle.c]

  /* 这是 master 线程调用的、用来生成 worker 进程的入口 */
  static void
  ngx_start_worker_processes(ngx_cycle_t *cycle, ngx_int_t n, ngx_int_t type)
  {
      ngx_int_t      i;
      ngx_channel_t  ch;

      ngx_log_error(NGX_LOG_NOTICE, cycle->log, , "start worker processes");

      ch.command = NGX_CMD_OPEN_CHANNEL;

      /* n 代表要创建多少个 worker 进程 --- 由配置文件中的 worker_process 的值决定的 */
      for (i = ; i < n; i++) {

          /* 多 CPU 获取 CPU 的信息 */
          cpu_affinity = ngx_get_cpu_affinity(i);
          /* 创建进程函数              */
          /* ngx_spawn_process() 在 OS/ngx_process.h/c 文件中定义 ,ngx_worker_process_cycle() 是新建进程要执行的函数 */
          ngx_spawn_process(cycle, ngx_worker_process_cycle, NULL,
                            "worker process", type);

          ch.pid = ngx_processes[ngx_process_slot].pid;
          ch.slot = ngx_process_slot;
          ch.fd = ngx_processes[ngx_process_slot].channel[];

          /* 用来干嘛？ */
          ngx_pass_open_channel(cycle, &ch);
      }
  }

　　1. 我们可以看到，该函数接受三个参数，分别是全局变量 cycle,要创建 worker 进程的个数 n, 要创建进程的类型 type，type有以下 5 个值。

　　　　a. NGX_PROCESS_RESPAWN

　　　　b. NGX_PROCESS_NORESPAWN

　　　　c. NGX_PROCESS_JUST_SPAWN

　　　　d. NGX_PROCESS_JUST_RESPAWN

　　　　e. NGX_PROCESS_DETACHED

　　 type 的值将影响进程结构体 ngx_process_t 的 respawn、detached、just_spawn 标志位的值。

　　2. 386 行设置 ngx_channerl_t 结构体 command 的变量为  NGX_CMD_OPEN_CHANNEL,暂时还没分析到这个 channel,我猜测是意味着打开 channel，开始进行父子进程间的通信了。

　　3. 389-404 行通过 for 循环创建 n 个 worker 进程，其中最终要的就是 ngx_spawn_process() 函数了，该函数真正用来创建进程。我慢来看一些 ngx_spawn_process() 的代码：

[os/unix/ngx_process.c]

  ngx_pid_t
  ngx_spawn_process(ngx_cycle_t *cycle, ngx_spawn_proc_pt proc, void *data,
      char *name, ngx_int_t respawn)
  {
      u_long     on;
      ngx_pid_t  pid;

      ngx_int_t  s;

      if (respawn >= ) {
          s = respawn;

      } else {

         for (s = ; s < ngx_last_process; s++) {
             if (ngx_processes[s].pid == -) {
                 break;
             }
         }

         if (s == NGX_MAX_PROCESSES) {
             ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, cycle->log, ,
                           "no more than %d processes can be spawned",
                           NGX_MAX_PROCESSES);
             return NGX_INVALID_PID;
         }
     }

     if (respawn != NGX_PROCESS_DETACHED) {

         /* Solaris 9 still has no AF_LOCAL */
         /* 创建一对 socket 描述符存放在变量 ngx_process[s].channel 中*/
         if (socketpair(AF_UNIX, SOCK_STREAM, , ngx_processes[s].channel) == -)
         {
             ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, cycle->log, ngx_errno,
                           "socketpair() failed while spawning \"%s\"", name);
             return NGX_INVALID_PID;
         }

         ngx_log_debug2(NGX_LOG_DEBUG_CORE, cycle->log, ,
                        "channel %d:%d",
                        ngx_processes[s].channel[],
                        ngx_processes[s].channel[]);

         /* 这里将 channel[0],channel[1] 看着是管道的两端 */
         /* 将 channel[0] 设置为非阻塞 */
         if (ngx_nonblocking(ngx_processes[s].channel[]) == -) {
             ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, cycle->log, ngx_errno,
                           ngx_nonblocking_n " failed while spawning \"%s\"",
                           name);
             ngx_close_channel(ngx_processes[s].channel, cycle->log);
             return NGX_INVALID_PID;
         }

         /* 将 channel[1] 设置为非阻塞 */
         if (ngx_nonblocking(ngx_processes[s].channel[]) == -) {
             ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, cycle->log, ngx_errno,
                           ngx_nonblocking_n " failed while spawning \"%s\"",
                           name);
             ngx_close_channel(ngx_processes[s].channel, cycle->log);
             return NGX_INVALID_PID;
         }

         on = ;
         if (ioctl(ngx_processes[s].channel[], FIOASYNC, &on) == -) {
             ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, cycle->log, ngx_errno,
                           "ioctl(FIOASYNC) failed while spawning \"%s\"", name);
             ngx_close_channel(ngx_processes[s].channel, cycle->log);
             return NGX_INVALID_PID;
         }

         /* F_SETOWN 设置接受 SIGIO 和 SIGURG 信号的进程 ID 或 进程组 ID */
         if (fcntl(ngx_processes[s].channel[], F_SETOWN, ngx_pid) == -) {
             ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, cycle->log, ngx_errno,
                           "fcntl(F_SETOWN) failed while spawning \"%s\"", name);
             ngx_close_channel(ngx_processes[s].channel, cycle->log);
             return NGX_INVALID_PID;
         }

         if (fcntl(ngx_processes[s].channel[], F_SETFD, FD_CLOEXEC) == -) {
             ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, cycle->log, ngx_errno,
                           "fcntl(FD_CLOEXEC) failed while spawning \"%s\"",
                            name);
             ngx_close_channel(ngx_processes[s].channel, cycle->log);
             return NGX_INVALID_PID;
         }

         if (fcntl(ngx_processes[s].channel[], F_SETFD, FD_CLOEXEC) == -) {
             ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, cycle->log, ngx_errno,
                           "fcntl(FD_CLOEXEC) failed while spawning \"%s\"",
                            name);
             ngx_close_channel(ngx_processes[s].channel, cycle->log);
             return NGX_INVALID_PID;
         }

         ngx_channel = ngx_processes[s].channel[];

     } else {
         ngx_processes[s].channel[] = -;
         ngx_processes[s].channel[] = -;
     }

     /* 设置工作进程的下标 */
     ngx_process_slot = s;

     /* 创建进程 */
     pid = fork();

     switch (pid) {

     /* 创建进程失败 */
     case -:
         ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, cycle->log, ngx_errno,
                       "fork() failed while spawning \"%s\"", name);
         ngx_close_channel(ngx_processes[s].channel, cycle->log);
         return NGX_INVALID_PID;
     /* 如果是父进程 */
     case :
         ngx_pid = ngx_getpid();

         proc(cycle, data);
         break;

     default:
         break;
     }

     ngx_log_error(NGX_LOG_NOTICE, cycle->log, , "start %s %P", name, pid);

     ngx_processes[s].pid = pid;
     ngx_processes[s].exited = ;

     if (respawn >= ) {
         return pid;
     }

     ngx_processes[s].proc = proc;
     ngx_processes[s].data = data;
     ngx_processes[s].name = name;
     ngx_processes[s].exiting = ;

     switch (respawn) {

     case NGX_PROCESS_NORESPAWN:
         ngx_processes[s].respawn = ;
         ngx_processes[s].just_spawn = ;
         ngx_processes[s].detached = ;
         break;

     case NGX_PROCESS_JUST_SPAWN:
         ngx_processes[s].respawn = ;
         ngx_processes[s].just_spawn = ;
         ngx_processes[s].detached = ;
         break;

     case NGX_PROCESS_RESPAWN:
         ngx_processes[s].respawn = ;
         ngx_processes[s].just_spawn = ;
         ngx_processes[s].detached = ;
         break;

     case NGX_PROCESS_JUST_RESPAWN:
         ngx_processes[s].respawn = ;
         ngx_processes[s].just_spawn = ;
         ngx_processes[s].detached = ;
         break;

     case NGX_PROCESS_DETACHED:
         ngx_processes[s].respawn = ;
         ngx_processes[s].just_spawn = ;
         ngx_processes[s].detached = ;
         break;
     }

     if (s == ngx_last_process) {
         ngx_last_process++;
     }

     return pid;
 }

ngx_spawn_process()函数代码

　　3.1. 该函数代码太长，我将它折叠！接下来我们一步步分析。先看96-114行代码。如果 respawn（是否是重新生成子进程）大于等于 0(如果大于等于 0 ,那说明 type 不是上面说到的 5 中类型之一，因为上面个的 5 个类型的宏定义全是负值见[os/unix/ngx_process.h]。此时的 respawn 应该是作为要重新被生成的进程在 ngx_process 数组中的下标)，那么 s 就等于 respawn, s 是即将要被创建的进程在进程数组 ngx_process 中的下标。如果 respawn 小于 0，那么就要在 ngx_process 数组中找到一个可用的空间，用来保存即将要被创建的进程的信息。 108-113 行表明创建的进程数已经达到设置的能创建的最大进程数---NGX_MAX_PROCESS，那么 ngx_spawn_process 创建进程失败。

　　3.2. 如果 raspawn 类型是 NGX_PROCESS_DETACHED 那么意味着创建的进程和 master 进程没有父子关系，则设置该进程的 channel[0] 和 channel[1] 的值为 -1(相当于管道的两端都关闭)，即子进程不与父进程进行通信。如果是 NGX_PROCESS_DETACHED 意外的其他类型，120 行通过调用 socketpair() 函数创建用于父子间通信的匿名已经连接的套接字(理解为匿名管道也没错哈)，如果失败，则返回错误！

　　3.3. 134-182 都是在设置创建的套接字两端的属性。134 行和 143 行分别将套接字两端 (channel[0] 和 channel[1]表示) 设置为 non-blocking 。152 行通过 ioctl 函数设置针对 channle[0] 端信号异步 I/O 标志(它决定是否收取针对本套接口的异步 I/O 信号(SIGIO))。这里设置为接受针对该套接口(channel[0])的异步I/O信号(SIGIO)。160 行设置 channel[0] 端接收 SIGIO 和 SIGURG 信号的进程 ID 或进程组ID，这里设置的进程 ID 是 nginx 的 master 进程。 167 和 175 行设置 channel[0] 端和 channel[1] 端的描述符标志为 FD_CLOSEXEC。

　　3.4. 191 将 s 复制给 ngx_process_slot。194 调用 fork() 创建进程。如果创建失败，ngx_spawn_process 结束，返回 ngx_invalid_pid 错误

　　3.5. 205 如果是子进程(新创建的 wroker 进程)，则调用 pro 函数，注意：该函数是通过 ngx_spawn_process() 函数传过来的变量 proc，他是一个函数指针，该变量值是 ngx_worker_process_cycle [os/unix/ngx_process_cycle.c]是一个函数，是 worker 进程要执行的函数。这个函数是 worker 进程的重点。我们下一节会分析该函数。

　　3.6. 显然 215-该函数结束都是父进程继续执行的代码( worker 进程已经进入 proc 函数运行了)。224-260 都是保存新创建的进程信息到 ngx_process[i] 。

　　3.7. 262-264 实现ngx_last_process 的自增。到这里，ngx_spawn_process() 函数执行完毕了！

　　4. 398-400 保存子进程的 pid ，进程在 ngx_prcess 数组中的下标和子进程的 channel[0] 端( )到 ch。

　　5. 403行通过调用 ngx_pass_open_channel() 传递与新创建进程的 ch 到其他 worker 进程。---待分析，可能 worker 之间也要进行通信！

　　6. 至此ngx_process_cycle 函数分析完毕，下一节我们将分析 ngx_worker_process_cycle() 函数---一个 worker 进程真正执行的代码函数。