Nginx服务器中的模块编写及相关内核源码初探

1.nginx模块
首先nginx和apache最大的不同就是nginx的模块不能够动态添加，需要在编译时，指定要添加的模块路径，与nginx源码一起编译。
nginx模块的处理流程：
a.客户端发送http请求到nginx服务器
b.nginx基于配置文件中的位置选择一个合适的处理模块
c.负载均衡模块选择一台后端服务器(反向代理情况下)
d.处理模块进行处理并把输出缓冲放到第一个过滤模块上
e.第一个过滤模块处理后输出给第二个过滤模块
f.然后第二个过滤模块又到第三个过滤模块
g.第N个过滤模块。。。
h.处理结果发给客户端

2.nginx模块编写
a、创建模块文件夹

mkdir -p /opt/nginx_hello_world
cd /op/nginx_hello_word

b、创建模块配置文件

vi /opt/nginx_hello_word/config

c、创建模块主文件

vi /opt/nginx_hello_world/ngx_http_hello_world_module.c

写入如下内容：

#include <ngx_config.h>
#include <ngx_core.h>
#include <ngx_http.h> 

static char *ngx_http_hello_world(ngx_conf_t *cf, ngx_command_t *cmd, void *conf);

写的helloworld模块

/* Commands */
static ngx_command_t ngx_http_hello_world_commands[] = {
 { ngx_string("hello_world"),
  NGX_HTTP_LOC_CONF|NGX_CONF_NOARGS,
  ngx_http_hello_world,
  0,
  0,
  NULL },
 ngx_null_command
}; 

static u_char ngx_hello_world[] = "hello world"; 

static ngx_http_module_t ngx_http_hello_world_module_ctx = {
 NULL,         /* preconfiguration */
 NULL,          /* postconfiguration */
 NULL,         /* create main configuration */
 NULL,         /* init main configuration */
 NULL,         /* create server configuration */
 NULL,         /* merge server configuration */
 NULL,         /* create location configuration */
 NULL         /* merge location configuration */
};
/* hook */
ngx_module_t ngx_http_hello_world_module = {
 NGX_MODULE_V1,
 &ngx_http_hello_world_module_ctx,    /* module context */
 ngx_http_hello_world_commands,     /* module directives */
 NGX_HTTP_MODULE,      /* module type */
 NULL,         /* init master */
 NULL,         /* init module */
 NULL,    /* init process */
 NULL,         /* init thread */
 NULL,         /* exit thread */
 NULL,    /* exit process */
 NULL,         /* exit master */
 NGX_MODULE_V1_PADDING
};
static ngx_int_t
ngx_http_hello_world_handler(ngx_http_request_t *r)
{
 ngx_int_t  rc;
 ngx_buf_t *b;
 ngx_chain_t out;
 /* Http Output Buffer */
 r->headers_out.content_type.len = sizeof("text/plain") - 1;
 r->headers_out.content_type.data = (u_char *) "text/plain"; 

 b = ngx_pcalloc(r->pool, sizeof(ngx_buf_t)); 

 out.buf = b;
 out.next = NULL; 

 b->pos = ngx_hello_world;
 b->last = ngx_hello_world + sizeof(ngx_hello_world);
 b->memory = 1;
 b->last_buf = 1; 

 r->headers_out.status = NGX_HTTP_OK;
 r->headers_out.content_length_n = sizeof(ngx_hello_world);
 ngx_http_send_header(r); 

 return ngx_http_output_filter(r, &out);
}
static char *
ngx_http_hello_world(ngx_conf_t *cf, ngx_command_t *cmd, void *conf)
{
 ngx_http_core_loc_conf_t *clcf ;
 /* register hanlder */
 clcf = ngx_http_conf_get_module_loc_conf(cf, ngx_http_core_module);
 clcf->handler = ngx_http_hello_world_handler;
 return NGX_CONF_OK;
}

d、下载nginx源码包，我下载的是nginx-1.0.13.tar.gz
这里注意在编译helloworld模块前首先确认，nginx是否可以独立编译成功，是否安装了所需的所有模块。
与helloworld模块一起编译nginx：

./configure --prefix=/usr/local/nginx --add-module=/opt/nginx_hello_world/
make
make install

e、配置nginx.conf

location= /hello {
 hello_world;
}

f、启动nginx，访问http://localhost/hello ，可以看到编写的helloworld模块输出的文字。
 
3.hello world模块分析
a.ngx_command_t函数用于定义包含模块指令的静态数组ngx_http_hello_world_commands

static ngx_command_t ngx_http_hello_world_commands[] = {
 { ngx_string("hello_world"), //设置指令名称字符串，注意不能包含空格，数据类型ngx_str_t之后会详细讲解。
  NGX_HTTP_LOC_CONF|NGX_CONF_NOARGS, //配置指令的合法位置，这里表示：location部分合法，并且指令没有参数。
  ngx_http_hello_world,//回调函数，三个参数（ngx_conf_t *cf，ngx_command_t *cmd, void *conf）
  0,//后面的参数有待发掘，我还没有用到
  0,
  NULL },
 ngx_null_command
};

b.static u_char ngx_hello_world[] ="hello world" 则是输出到屏幕的字符串。
c.ngx_http_module_t用来定义结构体ngx_http_hello_world_module_ctx:

static ngx_http_module_t ngx_http_hello_world_module_ctx = {
 NULL,         /* 读入配置前调用*/
 NULL,          /* 读入配置后调用*/
 NULL,         /* 创建全局部分配置时调用 */
 NULL,         /* 初始化全局部分的配置时调用*/
 NULL,         /* 创建虚拟主机部分的配置时调用*/
 NULL,         /* 与全局部分配置合并时调用 */
 NULL,         /* 创建位置部分的配置时调用 */
 NULL         /* 与主机部分配置合并时调用*/
};

d.ngx_module_t定义结构体ngx_http_hello_world_module

ngx_module_t ngx_http_hello_world_module = {
 NGX_MODULE_V1,
 &ngx_http_hello_world_module_ctx,    /* module context */
 ngx_http_hello_world_commands,     /* module directives */
 NGX_HTTP_MODULE,      /* module type */
 NULL,         /* init master */
 NULL,         /* init module */
 NULL,    /* init process */
 NULL,         /* init thread */
 NULL,         /* exit thread */
 NULL,    /* exit process */
 NULL,         /* exit master */
 NGX_MODULE_V1_PADDING
};

e.处理函数，ngx_http_hello_world_handler，也是hello world 模块的核心部分。

static ngx_int_t
ngx_http_hello_world_handler(ngx_http_request_t *r)//ngx_http_request_t *r
//可以访问到客户端的头部和不久要发送的回复头部
{
 ngx_int_t  rc;
 ngx_buf_t *b;
 ngx_chain_t out;
 /* Http Output Buffer */
 r->headers_out.content_type.len = sizeof("text/plain") - 1;
 r->headers_out.content_type.data = (u_char *) "text/plain"; 

 b = ngx_pcalloc(r->pool, sizeof(ngx_buf_t)); 

 out.buf = b;
 out.next = NULL; 

 b->pos = ngx_hello_world;
 b->last = ngx_hello_world + sizeof(ngx_hello_world);
 b->memory = 1;
 b->last_buf = 1; 

 r->headers_out.status = NGX_HTTP_OK;
 r->headers_out.content_length_n = sizeof(ngx_hello_world);
 ngx_http_send_header(r); 

 return ngx_http_output_filter(r, &out);
}

helloworld模块里面涉及最重要的数据就是ngx_module_t指针数组，这个指针数组包含了当前编译版本支持的所有模块，这个指针数组定义实在自动脚本生成的objs/ngx_modules.c中，如下：

 extern ngx_module_t ngx_core_module;
 extern ngx_module_t ngx_errlog_module;
 extern ngx_module_t ngx_conf_module;
 extern ngx_module_t ngx_events_module;
 extern ngx_module_t ngx_event_core_module;
 extern ngx_module_t ngx_epoll_module;
 extern ngx_module_t ngx_http_module;
 extern ngx_module_t ngx_http_core_module;
 extern ngx_module_t ngx_http_log_module;
 extern ngx_module_t ngx_http_upstream_module;
 extern ngx_module_t ngx_http_static_module;
 extern ngx_module_t ngx_http_autoindex_module;
 extern ngx_module_t ngx_http_index_module;
 extern ngx_module_t ngx_http_auth_basic_module;
 extern ngx_module_t ngx_http_access_module;
 extern ngx_module_t ngx_http_limit_zone_module;
 extern ngx_module_t ngx_http_limit_req_module;
 extern ngx_module_t ngx_http_geo_module;
 extern ngx_module_t ngx_http_map_module;
 extern ngx_module_t ngx_http_split_clients_module;
 extern ngx_module_t ngx_http_referer_module;
 extern ngx_module_t ngx_http_rewrite_module;
 extern ngx_module_t ngx_http_proxy_module;
 extern ngx_module_t ngx_http_fastcgi_module;
 extern ngx_module_t ngx_http_uwsgi_module;
 extern ngx_module_t ngx_http_scgi_module;
 extern ngx_module_t ngx_http_memcached_module;
 extern ngx_module_t ngx_http_empty_gif_module;
 extern ngx_module_t ngx_http_browser_module;
 extern ngx_module_t ngx_http_upstream_ip_hash_module;
 extern ngx_module_t ngx_http_cache_purge_module;
 extern ngx_module_t ngx_http_write_filter_module;
 extern ngx_module_t ngx_http_header_filter_module;
 extern ngx_module_t ngx_http_chunked_filter_module;
 extern ngx_module_t ngx_http_range_header_filter_module;
 extern ngx_module_t ngx_http_gzip_filter_module;
 extern ngx_module_t ngx_http_postpone_filter_module;
 extern ngx_module_t ngx_http_ssi_filter_module;
 extern ngx_module_t ngx_http_charset_filter_module;
 extern ngx_module_t ngx_http_userid_filter_module;
 extern ngx_module_t ngx_http_headers_filter_module;
 extern ngx_module_t ngx_http_copy_filter_module;
 extern ngx_module_t ngx_http_range_body_filter_module;
 extern ngx_module_t ngx_http_not_modified_filter_module; 

 ngx_module_t *ngx_modules[] = {
  &ngx_core_module,
  &ngx_errlog_module,
  &ngx_conf_module,
  &ngx_events_module,
  &ngx_event_core_module,
  &ngx_epoll_module,
  &ngx_http_module,
  &ngx_http_core_module,
  &ngx_http_log_module,
  &ngx_http_upstream_module,
  &ngx_http_static_module,
  &ngx_http_autoindex_module,
  &ngx_http_index_module,
  &ngx_http_auth_basic_module,
  &ngx_http_access_module,
  &ngx_http_limit_zone_module,
  &ngx_http_limit_req_module,
  &ngx_http_geo_module,
  &ngx_http_map_module,
  &ngx_http_split_clients_module,
  &ngx_http_referer_module,
  &ngx_http_rewrite_module,
  &ngx_http_proxy_module,
  &ngx_http_fastcgi_module,
  &ngx_http_uwsgi_module,
  &ngx_http_scgi_module,
  &ngx_http_memcached_module,
  &ngx_http_empty_gif_module,
  &ngx_http_browser_module,
  &ngx_http_upstream_ip_hash_module,
  &ngx_http_cache_purge_module,
  &ngx_http_write_filter_module,
  &ngx_http_header_filter_module,
  &ngx_http_chunked_filter_module,
  &ngx_http_range_header_filter_module,
  &ngx_http_gzip_filter_module,
  &ngx_http_postpone_filter_module,
  &ngx_http_ssi_filter_module,
  &ngx_http_charset_filter_module,
  &ngx_http_userid_filter_module,
  &ngx_http_headers_filter_module,
  &ngx_http_copy_filter_module,
  &ngx_http_range_body_filter_module,
  &ngx_http_not_modified_filter_module,
  NULL
 }; 

这里只有每个模块变量的声明，并且每个模块的定义都包含在自己的模块文件当中，比如ngx_core_module定义在src/core/nginx.c中：

ngx_module_t ngx_core_module = {
 NGX_MODULE_V1,
 &ngx_core_module_ctx,     /* module context */
 ngx_core_commands,      /* module directives */
 NGX_CORE_MODULE,      /* module type */
 NULL,         /* init master */
 NULL,         /* init module */
 NULL,         /* init process */
 NULL,         /* init thread */
 NULL,         /* exit thread */
 NULL,         /* exit process */
 NULL,         /* exit master */
 NGX_MODULE_V1_PADDING
};

是不是跟helloworld里面非常相似了，没错，他们都是模块，唯一的不同点就是helloworld是你另外加进去的。
到现在位置也只是初探nginx的模块，最后提一张别人画的nginx的模块图，有助于接下来的学习。