浅析 Nginx 网络事件

nginx 是一个基于事件驱动的框架，其核心事件主要是网络事件。每个网络连接在 nginx 中会触发两个事件：一个是读事件，另一个是写事件。为了深入理解 nginx 的各种原理以及在极端场景下的错误处理，我们需要首先掌握网络事件的概念。

网络传输让我们来看这张图，假设主机 A 是一台家用笔记本电脑，而主机 B 是一台运行 Nginx 服务的服务器。当主机 A 向主机 B 发送一个 HTTP GET 请求时，这个过程中会经历哪些事件呢？从图中的数据流部分可以看出：

应用层会发送一个 GET 请求 -> 传输层的主要任务是浏览器打开一个端口，这在 Windows 任务管理器中可以看到，浏览器会记录这个端口以及 Nginx 打开的端口（如 80 或 443） -> 网络层会记录主机的 IP 地址和目标主机（即 Nginx 服务器）的公网 IP -> 然后进入链路层 -> 通过以太网 -> 到达家用路由器（网络层），家用路由器会记录运营商的下一跳 IP -> 通过广域网 -> 到达主机 B -> 报文会经过链路层 -> 网络层 -> 传输层，操作系统会识别出是哪个进程（Nginx）打开了 80 或 443 端口 -> Nginx 在其 HTTP 状态机（应用层）中处理这个请求。

在上述过程中，网络报文扮演了什么角色呢？

TCP流与报文数据链路层会在数据的 Header 和 Footer 部分添加源 MAC 地址和目标 MAC 地址 -> 网络层会使用 Nginx 的公网地址（目标 IP 地址）和浏览器的公网地址（源 IP 地址）-> 传输层（TCP 层）会指定 Nginx 打开的端口（目标端口）和浏览器打开的端口（源端口）-> 应用层则是 HTTP 协议。

这就是一个报文，也就是说我们发送的 HTTP 协议会被分割成许多小的报文。在网络层，这些报文被称为 MTU，以太网的每个 MTU 是 1500 字节；在传输层（TCP 层），会考虑中间每个环节中最大的 MTU 值，通常每个报文只有几百字节，这个报文大小称为 MSS。因此，每次接收到一个小于 MSS 大小的报文时，就是一个网络事件。

接下来，我们来看 TCP 协议中的许多事件是如何与我们日常调用的一些接口（如 Accept、Read、Write、Close）关联在一起的？

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TCP 协议与非阻塞接口请求建立 TCP 连接的事件实际上是发送了一个 TCP 报文，通过上述流程到达 Nginx，对应的是读事件。因为对于 Nginx 来说，读取到一个报文就是 Accept 建立连接事件。

如果是 TCP 连接可读事件，就是发送了一个消息，对于 Nginx 也是一个读事件，即 Read 读消息。

如果是浏览器主动关闭连接，相当于 Windows 操作系统会发送一个请求关闭连接的事件，对于 Nginx 来说仍然是一个读事件，因为它只是读取一个报文。

那么什么是写事件呢？当 Nginx 需要向浏览器发送响应时，需要将消息写入操作系统中，要求操作系统发送到网络中，这就是一个写事件。

像这样的网络读写事件，通常在 Nginx 或任何异步事件处理框架中，会有一个称为事件收集和分发器的机制。它会定义每类事件的处理消费者，也就是说事件是一个生产者，通过网络自动生成到 Nginx 中，我们需要为每种事件建立一个消费者。例如，连接建立事件的消费者会调用 Accept，HTTP 模块会建立一个新的连接。还有许多读消息或写消息的事件，在 HTTP 状态机的不同时间段会调用不同的方法，即每个消费者处理。

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