Nginx請求處理流程你瞭解嗎？

nginx實際把http請求處理流程劃分為了11個階段，這樣劃分的原因是將請求的執行邏輯細分，以模組為單位進行處理，各個階段可以包含任意多個HTTP模組並以流水線的方式處理請求。這樣做的好處是使處理過程更加靈活、降低耦合度。這11個HTTP階段如下所示：

1）NGX_HTTP_POST_READ_PHASE：

接收到完整的HTTP頭部後處理的階段，它位於uri重寫之前，實際上很少有模組會註冊在該階段，預設的情況下，該階段被跳過。

2）NGX_HTTP_SERVER_REWRITE_PHASE：

URI與location匹配前，修改URI的階段，用於重定向，也就是該階段執行處於server塊內，location塊外的重寫指令，在讀取請求頭的過程中nginx會根據host及埠找到對應的虛擬主機配置。

3）NGX_HTTP_FIND_CONFIG_PHASE：

根據URI尋找匹配的location塊配置項階段，該階段使用重寫之後的uri來查詢對應的location，值得注意的是該階段可能會被執行多次，因為也可能有location級別的重寫指令。

4）NGX_HTTP_REWRITE_PHASE：

上一階段找到location塊後再修改URI，location級別的uri重寫階段，該階段執行location基本的重寫指令，也可能會被執行多次。

5）NGX_HTTP_POST_REWRITE_PHASE：

防止重寫URL後導致的死迴圈，location級別重寫的後一階段，用來檢查上階段是否有uri重寫，並根據結果跳轉到合適的階段。

6）NGX_HTTP_PREACCESS_PHASE：

下一階段之前的準備，訪問許可權控制的前一階段，該階段在許可權控制階段之前，一般也用於訪問控制，比如限制訪問頻率，連結數等。

7）NGX_HTTP_ACCESS_PHASE：

讓HTTP模組判斷是否允許這個請求進入Nginx伺服器，訪問許可權控制階段，比如基於ip黑白名單的許可權控制，基於使用者名稱密碼的許可權控制等。

8）NGX_HTTP_POST_ACCESS_PHASE：

訪問許可權控制的後一階段，該階段根據許可權控制階段的執行結果進行相應處理，向使用者傳送拒絕服務的錯誤碼，用來響應上一階段的拒絕。

9）NGX_HTTP_TRY_FILES_PHASE：

為訪問靜態檔案資源而設定，try_files指令的處理階段，如果沒有配置try_files指令，則該階段被跳過。

10）NGX_HTTP_CONTENT_PHASE：

處理HTTP請求內容的階段，大部分HTTP模組介入這個階段，內容生成階段，該階段產生響應，併傳送到客戶端。

11）NGX_HTTP_LOG_PHASE：

處理完請求後的日誌記錄階段，該階段記錄訪問日誌。

以上11個階段中，HTTP無法介入的階段有4個：

3）NGX_HTTP_FIND_CONFIG_PHASE

5）NGX_HTTP_POST_REWRITE_PHASE

8）NGX_HTTP_POST_ACCESS_PHASE

9）NGX_HTTP_TRY_FILES_PHASE

剩餘的7個階段，HTTP模組均能介入，每個階段可介入模組的個數也是沒有限制的，多個HTTP模組可同時介入同一階段並作用於同一請求。

typedef structngx_http_phase_handler_s ngx_http_phase_handler_t;/*一個HTTP處理階段中的checker檢查方法，僅可以由HTTP框架實現，以此控制HTTP請求的處理流程*/typedef ngx_int_t(*ngx_http_phase_handler_pt)(ngx_http_request_t *r, ngx_http_phase_handler_t*ph);/*由HTTP模組實現的handler處理方法*/typedef ngx_int_t(*ngx_http_handler_pt)(ngx_http_request_t *r);

struct ngx_http_phase_handler_s {    /*在處理到某一個HTTP階段時，HTTP框架將會在checker方法已實現的前提下首先呼叫checker方法來處理請求，
    而不會直接呼叫任何階段中的hanlder方法，只有在checker方法中才會去呼叫handler方法，因此，事實上所有
    的checker方法都是由框架中的ngx_http_core_module模組實現的，且普通模組無法重定義checker方法*/
    ngx_http_phase_handler_pt  checker;    /*除ngx_http_core_module模組以外的HTTP模組，只能通過定義handler方法才能介入某一個HTTP處理階段以處理請求*/
    ngx_http_handler_pt        handler;    /*將要處理的下一個HTTP處理階段的序號
    next的設計使得處理階段不必按順序依次執行，既可以向後跳躍數個階段繼續執行，也可以跳躍到之前的某個階段重新
    執行，通常，next表示下一個處理階段中的第1個ngx_http_phase_handler_t處理方法*/
    ngx_uint_t                 next;
};複製程式碼

一個http{}塊解析完畢後，將會根據nginx.conf中的配置產生由ngx_http_phase_handler_t組成的陣列，在處理HTTP請求時，一般情況下這些階段是順序向後執行的，但ngx_http_phase_handler_t中的next成員使得它們也可以非順序地執行，ngx_http_phase_engine_t結構體就是所有ngx_http_phase_handler_t組成的陣列，如下所示：

typedef struct {    /*handlers是由ngx_http_phase_handler_t構成的陣列首地址，它表示一個請求可能經歷的所有ngx_http_handler_pt處理方法*/
    ngx_http_phase_handler_t  *handlers;    /*表示NGX_HTTP_SERVER_REWRITE_PHASE階段第1個ngx_http_phase_handler_t處理方法在handlers陣列中的序號，用於在執行
    HTTP請求的任何階段中快速跳轉到HTTP_SERVER_REWRITE_PHASE階段處理請求*/
    ngx_uint_t                 server_rewrite_index;    /*表示NGX_HTTP_PREACCESS_PHASE階段第1個ngx_http_phase_handler_t處理方法在handlers陣列中的序號，用於在執行
    HTTP請求的任何階段中快速跳轉到NGX_HTTP_PREACCESS_PHASE階段處理請求*/
    ngx_uint_t                 location_rewrite_index;
} ngx_http_phase_engine_t;複製程式碼

可以看到，ngx_http_phase_engine_t中儲存了在當前nginx.conf配置下，一個使用者請求可能經歷的所有ngx_http_handler_pt處理方法，這是所有HTTP模組可以合作處理使用者請求的關鍵，這個ngx_http_phase_engine_t結構體儲存在全域性的ngx_http_core_main_conf_t結構體中，如下：

typedef struct {
    ngx_array_t                servers;         /* ngx_http_core_srv_conf_t */
    /*由下面各階段處理方法構成的phases陣列構建的階段引擎才是流水式處理HTTP請求的實際資料結構*/
    ngx_http_phase_engine_t    phase_engine;
    ngx_hash_t                 headers_in_hash;
    ngx_hash_t                 variables_hash;
    ngx_array_t                variables;       /* ngx_http_variable_t */
    ngx_uint_t                 ncaptures;
    ngx_uint_t                 server_names_hash_max_size;
    ngx_uint_t                 server_names_hash_bucket_size;
    ngx_uint_t                 variables_hash_max_size;
    ngx_uint_t                 variables_hash_bucket_size;
    ngx_hash_keys_arrays_t    *variables_keys;
    ngx_array_t               *ports;
    ngx_uint_t                 try_files;       /* unsigned  try_files:1 */
    /*用於在HTTP框架初始化時幫助各個HTTP模組在任意階段中新增HTTP處理方法，它是一個有11個成員的ngx_http_phase_t陣列，
    其中每一個ngx_http_phase_t結構體對應一個HTTP階段，在HTTP框架初始化完畢後，執行過程中的phases陣列是無用的*/
    ngx_http_phase_t           phases[NGX_HTTP_LOG_PHASE + 1];
} ngx_http_core_main_conf_t;複製程式碼

在ngx_http_phase_t中關於HTTP階段有兩個成員：phase_engine和phases，其中phase_engine控制執行過程中的一個HTTP請求所要經過的HTTP處理階段，它將配合ngx_http_request_t結構體中的phase_handler成員使用(phase_handler制定了當前請求應當執行哪一個HTTP階段)；而phases陣列更像一個臨時變數，它實際上僅會在Nginx啟動過程中用到，它的唯一使命是按照11個階段的概率初始化phase_engine中的handlers陣列。

typedef struct {    /*handlers動態陣列儲存著每一個HTTP模組初始化時新增到當前階段的處理方法*/
    ngx_array_t                handlers;
} ngx_http_phase_t;複製程式碼

在HTTP框架的初始化過程中，任何HTTP模組都可以在ngx_http_module_t介面的postconfiguration方法中將自定義的方法新增到handler動態陣列中，這樣，這個方法就會最終新增到phase_engine動態陣列中。

init_by_lua http
set_by_lua server, server if, location, location if
rewrite_by_lua http, server, location, location if
access_by_lua http, server, location, location if
content_by_lua location, location if
header_filter_by_lua http, server, location, location if
body_filter_by_lua http, server, location, location if
log_by_lua http, server, location, location if

1）init_by_lua：

在nginx重新載入配置檔案時，執行裡面lua指令碼，常用於全域性變數的申請。（例如：lua_shared_dict共享記憶體的申請，只有當nginx重起後，共享記憶體資料才清空，這常用於統計。）

2）set_by_lua：

流程分支處理判斷變數初始化（設定一個變數，常用與計算一個邏輯，然後返回結果，該階段不能執行Output API、Control API、Subrequest API、Cosocket API）

3）rewrite_by_lua：

轉發、重定向、快取等功能 (例如特定請求代理到外網，在access階段前執行，主要用於rewrite)

4）access_by_lua：

IP准入、介面許可權等情況集中處理(例如配合iptable完成簡單防火牆，主要用於訪問控制，能收集到大部分變數，類似status需要在log階段才有。這條指令執行於nginx access階段的末尾，因此總是在 allow 和 deny 這樣的指令之後執行，雖然它們同屬 access 階段。）

5）content_by_lua：

內容生成，階段是所有請求處理階段中最為重要的一個，執行在這個階段的配置指令一般都肩負著生成內容（content）並輸出HTTP響應。

6）header_filter_by_lua：

應答HTTP過濾處理，一般只用於設定Cookie和Headers等，該階段不能執行Output API、Control API、Subrequest API、Cosocket API(例如新增頭部資訊)。

7）body_filter_by_lua：

應答BODY過濾處理(例如完成應答內容統一成大寫)（一般會在一次請求中被呼叫多次, 因為這是實現基於 HTTP 1.1 chunked 編碼的所謂“流式輸出”的，該階段不能執行Output API、Control API、Subrequest API、Cosocket API）

8）log_by_lua：

會話完成後本地非同步完成日誌記錄(日誌可以記錄在本地，還可以同步到其他機器)（該階段總是執行在請求結束的時候，用於請求的後續操作，如在共享記憶體中進行統計資料,如果要高精確的資料統計，應該使用body_filter_by_lua，該階段不能執行Output API、Control API、Subrequest API、Cosocket API）

1）init_by_lua，執行在initialization Phase；

2）set_by_lua，執行在rewrite 階段；

set 指令來自 ngx_rewrite 模組，執行於 rewrite 階段；

3）rewrite_by_lua 指令來自 ngx_lua 模組，執行於 rewrite 階段的末尾

4）access_by_lua 指令同樣來自 ngx_lua 模組，執行於 access 階段的末尾；

deny 指令來自 ngx_access 模組，執行於 access 階段；

5）content_by_lua 指令來自 ngx_lua 模組，執行於 content 階段；不要將它和其它的內容處理指令在同一個location內使用如proxy_pass；

echo 指令則來自 ngx_echo 模組，執行在 content 階段；

6）header_filter_by_lua 執行於 content 階段，output-header-filter 一般用來設定cookie和headers；

7）body_filter_by_lua，執行於 content 階段；

8）log_by_lua，執行在Log Phase 階段；

如圖：