1.初始化服务器server指令用于配置virtual server，我们通常会在一台机器配置多个virtual server，监听不同端口号，映射到不同文件目录；nginx解析用户配置，在所有端口创建socket并启动监听。
nginx解析配置文件是由各个模块分担处理的，每个模块注册并处理自己关心的配置，通过模块结构体ngx_module_t的字段ngx_command_t *commands实现；
例如ngx_http_module是一个核心模块，其commands字段定义如下：
struct ngx_command_s { ngx_str_t name; ngx_uint_t type; char *(*set)(ngx_conf_t *cf, ngx_command_t *cmd, void *conf);}; static ngx_command_t ngx_http_commands[] = { { ngx_string(http), ngx_main_conf|ngx_conf_block|ngx_conf_noargs, ngx_http_block, },};
name指令名称，解析配置文件时按照名称能匹配查找；
type指令类型，ngx_conf_noargs该配置无参数，ngx_conf_block该配置是一个配置块，ngx_main_conf表示配置可以出现在哪些位（ngx_main_conf、ngx_http_srv_conf、ngx_http_loc_conf）；
set指令处理函数指针；
可以看到解析http指令的处理函数为ngx_http_block，实现如下：
static char * ngx_http_block(ngx_conf_t *cf, ngx_command_t *cmd, void *conf){ //解析main配置 //解析server配置 //解析location配置 //初始化http处理流程所需的handler //初始化listening if (ngx_http_optimize_servers(cf, cmcf, cmcf->ports) != ngx_ok) { return ngx_conf_error; }}
ngx_http_optimize_servers方法循环所有配置端口，创建ngx_listening_t对象，并将其添加到conf->cycle->listening（后续操作会遍历此数组，创建socket并监听）。方法主要操作如下图：
注意到这里设置了ngx_listening_t的handler为ngx_http_init_connection，当接收到socket连接请求时，会调用此handler处理。
那么什么时候启动监听呢？全局搜索关键字cycle->listening可以找到。main方法会调用ngx_init_cycle，其完成了服务器初始化的大部分工作，其中就包括启动监听（ngx_open_listening_sockets）。
假设nginx使用epoll处理所有socket事件，什么时候将监听事件添加到epoll呢？全局搜索关键字cycle->listening可以找到。ngx_event_core_module模块是事件处理核心模块，初始化此模块时会执行ngx_event_process_init函数，其中将监听事件添加到epoll。
static ngx_int_t ngx_event_process_init(ngx_cycle_t *cycle){ ls = cycle->listening.elts; for (i = 0; i < cycle->listening.nelts; i++) { //设置读事件处理handler rev->handler = ngx_event_accept; ngx_add_event(rev, ngx_read_event, 0)； }}
注意到接收到客户端socket连接请求事件的处理函数是ngx_event_accept。
2.http请求解析2.1 基础结构体结构体ngx_connection_t存储socket连接相关信息；nginx预先创建若干个ngx_connection_t对象，存储在全局变量ngx_cycle->free_connections，称之为连接池；当新生成socket时，会尝试从连接池中获取空闲connection连接，如果获取失败，则会直接关闭此socket。
指令worker_connections用于配置连接池最大连接数目，配置在events指令块中，由ngx_event_core_module解析。
vents { use epoll; worker_connections 60000;}
当nginx作为http服务器时，最大客户端数目maxclient=worker_processesworker_connections/2；当nginx作为反向代理服务器时，最大客户端数目maxclient=worker_processesworker_connections/4。其worker_processes为用户配置的worker进程数目。
结构体ngx_connection_t定义如下：
struct ngx_connection_s { //空闲连接池中，data指向下一个连接，形成链表；取出来使用时，data指向请求结构体ngx_http_request_s void *data; //读写事件结构体，两个关键字段：handler处理函数、timer定时器 ngx_event_t *read; ngx_event_t *write; ngx_socket_t fd; //socket fd ngx_recv_pt recv; //socket接收数据函数指针 ngx_send_pt send; //socket发送数据函数指针 ngx_buf_t *buffer; //输入缓冲区 struct sockaddr *sockaddr; //客户端地址 socklen_t socklen; ngx_listening_t *listening; //监听的ngx_listening_t对象 struct sockaddr *local_sockaddr; //本地地址 socklen_t local_socklen; …………}
结构体ngx_http_request_t存储整个http请求处理流程所需的所有信息，字段非常多，这里只进行简要说明：
struct ngx_http_request_s { ngx_connection_t *connection; //读写事件处理handler ngx_http_event_handler_pt read_event_handler; ngx_http_event_handler_pt write_event_handler; //请求头缓冲区 ngx_buf_t *header_in; //解析后的请求头 ngx_http_headers_in_t headers_in; //请求体结构体 ngx_http_request_body_t *request_body; //请求行 ngx_str_t request_line; //解析后请求行若干字段 ngx_uint_t method; ngx_uint_t http_version; ngx_str_t uri; ngx_str_t args; …………}
请求行与请求体解析相对比较简单，这里重点讲述请求头的解析，解析后的请求头信息都存储在ngx_http_headers_in_t结构体中。
ngx_http_request.c文件中定义了所有的http头部，存储在ngx_http_headers_in数组，数组的每个元素是一个ngx_http_header_t结构体，主要包含三个字段，头部名称、头部解析后字段存储在ngx_http_headers_in_t的偏移量，解析头部的处理函数。
ngx_http_header_t ngx_http_headers_in[] = { { ngx_string(host), offsetof(ngx_http_headers_in_t, host), ngx_http_process_host }, { ngx_string(connection), offsetof(ngx_http_headers_in_t, connection), ngx_http_process_connection }, …………} typedef struct { ngx_str_t name; ngx_uint_t offset; ngx_http_header_handler_pt handler;} ngx_http_header_t;
解析请求头时，从ngx_http_headers_in数组中查找请求头ngx_http_header_t对象，调用处理函数handler，存储到r->headers_in对应字段。以解析connection头部为例，ngx_http_process_connection实现如下：
static ngx_int_t ngx_http_process_connection(ngx_http_request_t *r, ngx_table_elt_t *h, ngx_uint_t offset){ if (ngx_strcasestrn(h->value.data, close, 5 - 1)) { r->headers_in.connection_type = ngx_http_connection_close; } else if (ngx_strcasestrn(h->value.data, keep-alive, 10 - 1)) { r->headers_in.connection_type = ngx_http_connection_keep_alive; } return ngx_ok;}
输入参数offset在此处并没有什么作用。注意到第二个输入参数ngx_table_elt_t，存储了当前请求头的键值对信息：
typedef struct { ngx_uint_t hash; //请求头key的hash值 ngx_str_t key; ngx_str_t value; u_char *lowcase_key; //请求头key转为小写字符串（可以看到http请求头解析时key不区分大小写）} ngx_table_elt_t;
再思考一个问题，从ngx_http_headers_in数组中查找请求头对应ngx_http_header_t对象时，需要遍历，每个元素都需要进行字符串比较，效率低下。因此nginx将ngx_http_headers_in数组转换为哈希表，哈希表的键即为请求头的key，方法ngx_http_init_headers_in_hash实现了数组到哈希表的转换，转换后的哈希表存储在cmcf->headers_in_hash字段。
2.2 解析http请求第1节提到，在创建socket启动监听时，会添加可读事件到epoll，事件处理函数为ngx_event_accept，用于接收socket连接，分配connection连接，并调用ngx_listening_t对象的处理函数（ngx_http_init_connection）。
void ngx_event_accept(ngx_event_t *ev){ s = accept4(lc->fd, (struct sockaddr *) sa, &socklen, sock_nonblock); //客户端socket连接成功时，都需要分配connection连接，如果分配失败则会直接关闭此socket。 //而每个worker进程连接池的最大连接数目是固定的，当不存在空闲连接时，此worker进程accept的所有socket都会被拒绝； //多个worker进程通过竞争执行epoll_wait；而当ngx_accept_disabled大于0时，会直接放弃此次竞争，同时ngx_accept_disabled减1。 //以此实现，当worker进程的空闲连接过少时，减少其竞争epoll_wait次数 ngx_accept_disabled = ngx_cycle->connection_n / 8 - ngx_cycle->free_connection_n; c = ngx_get_connection(s, ev->log); ls->handler(c);}
socket连接成功后，nginx会等待客户端发送http请求，默认会有60秒的超时时间，即60秒内没有接收到客户端请求时，断开此连接，打印错误日志。函数ngx_http_init_connection用于设置读事件处理函数，以及超时定时器。
void ngx_http_init_connection(ngx_connection_t *c){ c->read = ngx_http_wait_request_handler; c->write->handler = ngx_http_empty_handler; ngx_add_timer(rev, c->listening->post_accept_timeout);}
全局搜索post_accept_timeout字段，可以查找到设置此超时时间的配置指令，client_header_timeout，其可以在http、server指令块中配置。
函数ngx_http_wait_request_handler为解析http请求的入口函数，实现如下：
static void ngx_http_wait_request_handler(ngx_event_t *rev){ //读事件已经超时 if (rev->timedout) { ngx_log_error(ngx_log_info, c->log, ngx_etimedout, client timed out); ngx_http_close_connection(c); return; } size = cscf->client_header_buffer_size; //client_header_buffer_size指令用于配置接收请求头缓冲区大小 b = c->buffer; n = c->recv(c, b->last, size); //创建请求对象ngx_http_request_t，http请求整个处理过程都有用； c->data = ngx_http_create_request(c); rev->handler = ngx_http_process_request_line; //设置读事件处理函数（此次请求行可能没有读取完） ngx_http_process_request_line(rev);}
函数ngx_http_create_request创建并初始化ngx_http_request_t对象，注意这赋值语句r->header_in =c->buffer。
解析请求行与请求头的代码较为繁琐，终点在于读取socket数据，解析字符串，这里不做详述。http请求解析过程主要函数调用如下图所示：
注意，解析完成请求行与请求头，nginx就开始处理http请求，并没有等到解析完请求体再处理。处理请求入口为ngx_http_process_request。
3.处理http请求3.1 http请求处理的11个阶段nginx将http请求处理流程分为11个阶段，绝大多数http模块都会将自己的handler添加到某个阶段（将handler添加到全局唯一的数组phases中），注意其中有4个阶段不能添加自定义handler，nginx处理http请求时会挨个调用每个阶段的handler；
typedef enum { ngx_http_post_read_phase = 0, //第一个阶段，目前只有realip模块会注册handler，但是该模块默认不会运行（nginx作为代理服务器时有用，后端以此获取客户端原始ip） ngx_http_server_rewrite_phase, //server块中配置了rewrite指令，重写url ngx_http_find_config_phase, //查找匹配的location配置；不能自定义handler； ngx_http_rewrite_phase, //location块中配置了rewrite指令，重写url ngx_http_post_rewrite_phase, //检查是否发生了url重写，如果有，重新回到find_config阶段；不能自定义handler； ngx_http_preaccess_phase, //访问控制，比如限流模块会注册handler到此阶段 ngx_http_access_phase, //访问权限控制，比如基于ip黑白名单的权限控制，基于用户名密码的权限控制等 ngx_http_post_access_phase, //根据访问权限控制阶段做相应处理；不能自定义handler； ngx_http_try_files_phase, //只有配置了try_files指令，才会有此阶段；不能自定义handler； ngx_http_content_phase, //内容产生阶段，返回响应给客户端 ngx_http_log_phase //日志记录} ngx_http_phases;
nginx使用结构体ngx_module_s表示一个模块，其中字段ctx，是一个指向模块上下文结构体的指针（上下文结构体的字段都是一些函数指针）；nginx的http模块上下文结构体大多都有字段postconfiguration，负责注册本模块的handler到某个处理阶段。11个阶段在解析完成http配置块指令后初始化。
static char * ngx_http_block(ngx_conf_t *cf, ngx_command_t *cmd, void *conf){ //解析http配置块 //初始化11个阶段的phases数组，注意多个模块可能注册到同一个阶段，因此phases是一个二维数组 if (ngx_http_init_phases(cf, cmcf) != ngx_ok) { return ngx_conf_error; } //遍历索引http模块，注册handler for (m = 0; ngx_modules[m]; m++) { if (ngx_modules[m]->type != ngx_http_module) { continue; } module = ngx_modules[m]->ctx; if (module->postconfiguration) { if (module->postconfiguration(cf) != ngx_ok) { return ngx_conf_error; } } } //将二维数组转换为一维数组，从而遍历执行数组所有handler if (ngx_http_init_phase_handlers(cf, cmcf) != ngx_ok) { return ngx_conf_error; }}
以限流模块ngx_http_limit_req_module模块为例，postconfiguration方法简单实现如下：
static ngx_int_t ngx_http_limit_req_init(ngx_conf_t *cf){ h = ngx_array_push(&cmcf->phases[ngx_http_preaccess_phase].handlers); *h = ngx_http_limit_req_handler; //ngx_http_limit_req_module模块的限流方法；nginx处理http请求时，都会调用此方法判断应该继续执行还是拒绝请求 return ngx_ok;}
gdb调试，断点到ngx_http_block方法执行所有http模块注册handler之后，打印phases数组
p cmcf->phases[*].handlersp *(ngx_http_handler_pt*)cmcf->phases[*].handlers.elts
11个阶段注册的handler如下图所示：
3.2 11个阶段初始化上面提到http的11个处理阶段handler存储在phases数组，但由于多个模块可能注册handler到同一个阶段，使得phases是一个二维数组，因此需要转换为一维数组，转换后存储在cmcf->phase_engine字段，phase_engine的类型为ngx_http_phase_engine_t，定义如下：
typedef struct { ngx_http_phase_handler_t *handlers; //一维数组，存储所有handler ngx_uint_t server_rewrite_index; //记录ngx_http_server_rewrite_phase阶段handler的索引值 ngx_uint_t location_rewrite_index; //记录ngx_http_rewrite_phase阶段handler的索引值} ngx_http_phase_engine_t; struct ngx_http_phase_handler_t { ngx_http_phase_handler_pt checker; //执行handler之前的校验函数 ngx_http_handler_pt handler; ngx_uint_t next; //下一个待执行handler的索引（通过next实现handler跳转执行）}; //cheker函数指针类型定义typedef ngx_int_t (*ngx_http_phase_handler_pt)(ngx_http_request_t *r, ngx_http_phase_handler_t *ph);//handler函数指针类型定义typedef ngx_int_t (*ngx_http_handler_pt)(ngx_http_request_t *r);
数组转换函数ngx_http_init_phase_handlers实现如下：
static ngx_int_t ngx_http_init_phase_handlers(ngx_conf_t *cf, ngx_http_core_main_conf_t *cmcf){ use_rewrite = cmcf->phases[ngx_http_rewrite_phase].handlers.nelts ? 1 : 0; use_access = cmcf->phases[ngx_http_access_phase].handlers.nelts ? 1 : 0; n = use_rewrite + use_access + cmcf->try_files + 1 /* find config phase */; //至少有4个阶段，这4个阶段是上面说的不能注册handler的4个阶段 //计算handler数目，分配空间 for (i = 0; i < ngx_http_log_phase; i++) { n += cmcf->phases[i].handlers.nelts; } ph = ngx_pcalloc(cf->pool, n * sizeof(ngx_http_phase_handler_t) + sizeof(void *)); //遍历二维数组 for (i = 0; i < ngx_http_log_phase; i++) { h = cmcf->phases[i].handlers.elts; switch (i) { case ngx_http_server_rewrite_phase: if (cmcf->phase_engine.server_rewrite_index == (ngx_uint_t) -1) { cmcf->phase_engine.server_rewrite_index = n; //记录ngx_http_server_rewrite_phase阶段handler的索引值 } checker = ngx_http_core_rewrite_phase; break; case ngx_http_find_config_phase: find_config_index = n; //记录ngx_http_find_config_phase阶段的索引，ngx_http_post_rewrite_phase阶段可能会跳转回此阶段 ph->checker = ngx_http_core_find_config_phase; n++; ph++; continue; //进入下一个阶段ngx_http_rewrite_phase case ngx_http_rewrite_phase: if (cmcf->phase_engine.location_rewrite_index == (ngx_uint_t) -1) { cmcf->phase_engine.location_rewrite_index = n; //记录ngx_http_rewrite_phase阶段handler的索引值 } checker = ngx_http_core_rewrite_phase; break; case ngx_http_post_rewrite_phase: if (use_rewrite) { ph->checker = ngx_http_core_post_rewrite_phase; ph->next = find_config_index; n++; ph++; } continue; //进入下一个阶段ngx_http_access_phase case ngx_http_access_phase: checker = ngx_http_core_access_phase; n++; break; case ngx_http_post_access_phase: if (use_access) { ph->checker = ngx_http_core_post_access_phase; ph->next = n; ph++; } continue; //进入下一个阶段 case ngx_http_try_files_phase: if (cmcf->try_files) { ph->checker = ngx_http_core_try_files_phase; n++; ph++; } continue; case ngx_http_content_phase: checker = ngx_http_core_content_phase; break; default: checker = ngx_http_core_generic_phase; } //n为下一个阶段第一个handler的索引 n += cmcf->phases[i].handlers.nelts; //遍历当前阶段的所有handler for (j = cmcf->phases[i].handlers.nelts - 1; j >=0; j--) { ph->checker = checker; ph->handler = h[j]; ph->next = n; ph++; } }}
gdb打印出转换后的数组如下图所示，第一列是cheker字段，第二列是handler字段，箭头表示next跳转；图中有个返回的箭头，即ngx_http_post_rewrite_phase阶段可能返回到ngx_http_find_config_phase；原因在于只要ngx_http_rewrite_phase阶段产生了url重写，就需要重新查找匹配location。
3.3 处理http请求2.2节提到http请求的处理入口函数是ngx_http_process_request，其主要调用ngx_http_core_run_phases实现11个阶段的执行流程；
ngx_http_core_run_phases遍历预先设置好的cmcf->phase_engine.handlers数组，调用其checker函数，逻辑如下：
void ngx_http_core_run_phases(ngx_http_request_t *r){ ph = cmcf->phase_engine.handlers; //phase_handler初始为0，表示待处理handler的索引；cheker内部会根据ph->next字段修改phase_handler while (ph[r->phase_handler].checker) { rc = ph[r->phase_handler].checker(r, &ph[r->phase_handler]); if (rc == ngx_ok) { return; } }}
checker内部就是调用handler，并设置下一步要执行handler的索引；比如说ngx_http_core_generic_phase实现如下：
ngx_int_t ngx_http_core_generic_phase(ngx_http_request_t *r, ngx_http_phase_handler_t *ph){ ngx_log_debug1(ngx_log_debug_http, r->connection->log, 0, rewrite phase: %ui, r->phase_handler); rc = ph->handler(r); if (rc == ngx_ok) { r->phase_handler = ph->next; return ngx_again; }}
3.4 内容产生阶段内容产生阶段ngx_http_content_phase是http请求处理的第10个阶段，一般情况有3个模块注册handler到此阶段：ngx_http_static_module、ngx_http_autoindex_module和ngx_http_index_module。
但是当我们配置了proxy_pass和fastcgi_pass时，情况会有所不同；
使用proxy_pass配置上游时，ngx_http_proxy_module模块会设置其处理函数到配置类conf；使用fastcgi_pass配置时，ngx_http_fastcgi_module会设置其处理函数到配置类conf。例如：
static char * ngx_http_fastcgi_pass(ngx_conf_t *cf, ngx_command_t *cmd, void *conf){ ngx_http_core_loc_conf_t *clcf; clcf = ngx_http_conf_get_module_loc_conf(cf, ngx_http_core_module); clcf->handler = ngx_http_fastcgi_handler;}
阶段ngx_http_find_config_phase查找匹配的location，并获取此ngx_http_core_loc_conf_t对象，将其handler赋值给ngx_http_request_t对象的content_handler字段（内容产生处理函数）。
而在执行内容产生阶段的checker函数时，会执行content_handler指向的函数；查看ngx_http_core_content_phase函数实现（内容产生阶段的checker函数）：
ngx_int_t ngx_http_core_content_phase(ngx_http_request_t *r, ngx_http_phase_handler_t *ph){ if (r->content_handler) { //如果请求对象的content_handler字段不为空，则调用 r->write_event_handler = ngx_http_request_empty_handler; ngx_http_finalize_request(r, r->content_handler(r)); return ngx_ok; } ngx_log_debug1(ngx_log_debug_http, r->connection->log, 0, content phase: %ui, r->phase_handler); rc = ph->handler(r); //否则执行内容产生阶段handler}
总结nginx处理http请求的流程较为复杂，因此本文只是简单提供了一条线索：分析了nginx服务器启动监听的过程，http请求的解析过程，11个阶段的初始化与调用过程。至于http解析处理的详细流程，还需要读者去探索。
以上就是探究nginx中的http处理流程是什么？的详细内容。