nginx master 进程主流程

之前有说到 nginx 进程模型-整体架构，下面来看一下 nginx master 进程的主要工作

nginx 的入口 main 函数在 nginx.c 文件中

函数原型为：

int ngx_cdecl
main(int argc, char *const *argv)

在这个函数中，master 做了一系列的初始化操作

最终在下面这个地方进入了主流程中：

//...
    if (ngx_process == NGX_PROCESS_SINGLE) {
        ngx_single_process_cycle(cycle);

    } else {
        ngx_master_process_cycle(cycle);
    }
//...

因为我们主要看 master-worker 这种进程模型，所以进入 ngx_master_process_cycle

设置信号屏蔽字，防止创建子进程过程中被信号中断

// 先清空信号集
    sigemptyset(&set);
    sigaddset(&set, SIGCHLD);
    sigaddset(&set, SIGALRM);
    sigaddset(&set, SIGIO);
    sigaddset(&set, SIGINT);
    sigaddset(&set, ngx_signal_value(NGX_RECONFIGURE_SIGNAL));
    sigaddset(&set, ngx_signal_value(NGX_REOPEN_SIGNAL));
    sigaddset(&set, ngx_signal_value(NGX_NOACCEPT_SIGNAL));
    sigaddset(&set, ngx_signal_value(NGX_TERMINATE_SIGNAL));
    sigaddset(&set, ngx_signal_value(NGX_SHUTDOWN_SIGNAL));
    sigaddset(&set, ngx_signal_value(NGX_CHANGEBIN_SIGNAL));

// 设置信号屏蔽字，将 set 中的信号设置为阻塞状态，防止创建worker 的过程中，被进来的信号打断
    if (sigprocmask(SIG_BLOCK, &set, NULL) == -1) {
        ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, cycle->log, ngx_errno,
                      "sigprocmask() failed");
    }

// 将 set 清空
    sigemptyset(&set);

设置信号屏蔽字，防止在创建子进程的过程中被信号处理程序中断

关于信号屏蔽字，引用 《UNIX 环境高级编程》 中信号一节的部分内容：

进程可以选用“阻塞信号递送”。如果为进程产生了一个阻塞的信号,而且对该信号的动作是系统默认动作或捕捉该信号, 则为该进程将此信号保持为未决状态,直到该进程对此信号解除了阻塞, 或者将对此信号的动作更改为忽略。内核在递送一个原来被阻塞的信号给进程时(而不是在产生该信号时),才决定对它的处理方式。于是进程在信号递送给它之前仍可改变对该信号的动作。进程调用 sigpending 函数(见10.13节)来判定哪些信号是设置为阻塞并处于未决状态的。

每个进程都有一个信号屏蔽字( signal mask),它规定了当前要阻塞递送到该进程的信号集。对于每种可能的信号,该屏蔽字中都有一位与之对应。对于某种信号,若其对应位已设置,则它当前是被阻塞的。进程可以调用 sigprocmask(在10.12节中说明)来检测和更改其当前信号屏蔽字。

当然，在下面创建完子进程之后，会使用 sigsuspend 解除信号屏蔽，并使 master 进程进入休眠

关于 sigsuspend 函数，简单来说，它是一个 sigprocmask(SIG_SETMASK, &emptyset, NULL) 和 pause() 函数的结合体，不过相对于使用两个函数完成上述操作，sigsuspend 是 原子操作。

具体的操作如下：

使用新的信号集合设置屏蔽字，在这里是清空屏蔽字
调用信号处理函数，并从信号处理程序返回
屏蔽字恢复成调用 sigsuspend 之前的值（再次不让进程被信号打断）

设置 master 进程的 title

static u_char  master_process[] = "master process";

    size = sizeof(master_process);

    for (i = 0; i < ngx_argc; i++) {
        size += ngx_strlen(ngx_argv[i]) + 1;
    }

    title = ngx_pnalloc(cycle->pool, size);
    if (title == NULL) {
        /* fatal */
        exit(2);
    }

    p = ngx_cpymem(title, master_process, sizeof(master_process) - 1);
    for (i = 0; i < ngx_argc; i++) {
        *p++ = ' ';
        p = ngx_cpystrn(p, (u_char *) ngx_argv[i], size);
    }

    ngx_setproctitle(title);

将进程title设置成三个部分：

固定字符：nginx:
主进程标志: master process
命令行启动的命令，如：/home/ubuntu/mydisk/var/nginx-debug-1/sbin/nginx

所以进程刚开始是这样显示的：

$ ps aux | grep nginx | grep -v grep
root      183117  0.0  0.0   4324  2680 ?        ts   17:07   0:00 /home/ubuntu/mydisk/var/nginx-debug-1/sbin/nginx

设置了 title 之后，变成了下面这样：

$ ps aux | grep nginx | grep -v grep
root      183117  0.0  0.0   4324  2680 ?        ts   17:07   0:00 nginx: master process /home/ubuntu/mydisk/var/nginx-debug-1/sbin/nginx

根据配置启动相应数量的 `worker` 和 `cache` 管理进程

ccf = (ngx_core_conf_t *) ngx_get_conf(cycle->conf_ctx, ngx_core_module);

ngx_start_worker_processes(cycle, ccf->worker_processes,
                           NGX_PROCESS_RESPAWN);
ngx_start_cache_manager_processes(cycle, 0);

监听信号，并作出响应

在 ngx_init_signals 函数中，对原始信号做了变量名映射，具体映射如下：

信号	对应进程中的标志位变量	含义
QUIT	ngx_quit	优雅关闭服务
TERM 或 INT	ngx_terminate	强制关闭服务
USR1	ngx_reopen	重新打开服务中的所有文件
WINCH	ngx_noaccept	所有子进程不再接受处理新的连接，实际相当于对所有的子进程发送 QUIT 信号
USR2	ngx_change_binary	平滑升级到新版本的 Nginx 程序
HUP	ngx_reconfigure	重新读取配置文件并使服务对新配置项生效
CHLD	ngx_reap	有子进程意外结束 master 会监控所有子进程，并在子进程意外退出时调用 ngx_reap_children 方法重启子进程

master 并不是时刻不停的执行循环检测这些标志位，而是通过 sigsuspend 进入休眠，等待有信号唤醒进程时，再循环检测所有信号并处理。

参考

nginx中的ngx_cdecl

Nginx源码|Nginx信号处理

nginx 信号处理

LINUX C中sigprocmask()函数用法

linux信号的阻塞和未决

《UNIX 环境高级编程》