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Nginx教程:nginx 中处理 http header 详解(2)

本文接上文:Nginx教程:nginx 中处理 http header 详解(1)

然后是charset filter,这个主要是处理Nginx内部的charset命令,转换为设置的编码。这个filter就不介绍了,主要是一个解码的过程。

再接下来是chunk filter,它主要是生成chunk数据,这里要注意nginx只支持服务端生成chunk,而不支持客户端发送的chunk数据。chunk的格式很简单,简单的来说就是大小+数据内容。

先来看chunk的header filter,在filter中,主要是用来判断是否需要chunk数据,然后设置相关标记位,以便于后面的body filter处理.

static ngx_int_t 
ngx_http_chunked_header_filter(ngx_http_request_t *r) 
{ 
    ngx_http_core_loc_conf_t  *clcf; 
//如果是304,204或者是head方法,则直接跳过chunk filter。 
    if (r->headers_out.status == NGX_HTTP_NOT_MODIFIED 
        || r->headers_out.status == NGX_HTTP_NO_CONTENT 
        || r != r->main 
        || (r->method & NGX_HTTP_HEAD)) 
    { 
        return ngx_http_next_header_filter(r); 
    } 
  
//如果content_length_n为-1 则进入chunk处理,下面我们会看到这个值在那里设置,也就是nginx中如何打开chunk编码. 
    if (r->headers_out.content_length_n == -1) { 
        if (r->http_version < NGX_HTTP_VERSION_11) { 
            r->keepalive = 0; 
  
        } else { 
            clcf = ngx_http_get_module_loc_conf(r, ngx_http_core_module); 
//chunked_transfer_encoding命令对应的参数,这个值默认是1,因此默认chunk是打开的。 
            if (clcf->chunked_transfer_encoding) { 
  
                r->chunked = 1; 
  
            } else {
                r->keepalive = 0;
            }
        }
    }
 
    return ngx_http_next_header_filter(r);

然后来看content_length_n何时被改变为-1,也就是准备chunk编码,这个值是在ngx_http_clear_content_length中被改变了。也就是如果希望chunk编码的话,必须调用这个函数。

#define ngx_http_clear_content_length(r)                                      \ 
                                                                              \ 
//设置长度为-1.
    r->headers_out.content_length_n = -1;                                     \
    if (r->headers_out.content_length) {                                      \
        r->headers_out.content_length->hash = 0;                              \
        r->headers_out.content_length = NULL;                                 \
    }

然后来看body filter是如何处理的。这里的处理其实很简单,只不过特殊处理下last buf.大体流程是这样子的,首先计算chunk的大小,然后讲将要发送的buf串联起来,然后将大小插入到数据buf之前,最后设置tail buf,如果是last buf,则结尾是:

CRLF "0" CRLF CRLF

如果不是last buf,则结尾就是一个CRLF,这些都是严格遵守rfc2616。

来看详细的代码:

    if (size) {
        b = ngx_calloc_buf(r->pool);
        if (b == NULL) {
            return NGX_ERROR;
        }
 
        /* the "0000000000000000" is 64-bit hexadimal string */
//分配大小
        chunk = ngx_palloc(r->pool, sizeof("0000000000000000" CRLF) - 1);
        if (chunk == NULL) {
            return NGX_ERROR;
        }
        b->temporary = 1;
        b->pos = chunk;
//设置chunk第一行的数据,也就是大小+回车换行
        b->last = ngx_sprintf(chunk, "%xO" CRLF, size);

        out.buf = b; 
    } 
//如果是最后一个buf。 
    if (cl->buf->last_buf) { 
        b = ngx_calloc_buf(r->pool); 
        if (b == NULL) { 
            return NGX_ERROR; 
        }
       b->memory = 1; 
       b->last_buf = 1; 
//设置结尾 
        b->pos = (u_char *) CRLF "0" CRLF CRLF; 
 .......................................................... 
  
    } else {
........................................................ 
        b->memory = 1;
//否则则是中间的chunk块,因此结尾为回车换行。
        b->pos = (u_char *) CRLF;
        b->last = b->pos + 2;
    }
 
    tail.buf = b;
    tail.next = NULL;
    *ll = &tail;

然后是gzip filter,它主要是处理gzip的压缩.其中在header filter中,判断accept-encoding头,来看客户端是否支持gzip压缩,然后设置Content-Encoding为gzip,以便与client解析。然后核心的处理都在body filter里面。

先来介绍下filter的主要流程,这里有一个要强调的,那就是nginx里面所有的filter处理基本都是流式的,也就是有多少处理多少。由于是gzip压缩,因此这里会有一个输入,一个输出,因此这里就分为3步,第一步取得输入buf,第二步设置输出buf,第三步结合前两步取得的buf,交给zlib库去压缩,然后输出到前面设置的buf。

    for ( ;; ) { 
 
        /* cycle while we can write to a client */
  
        for ( ;; ) { 
  
            /* cycle while there is data to feed zlib and ... */
//设置正确的输入buf 
            rc = ngx_http_gzip_filter_add_data(r, ctx); 
  
            if (rc == NGX_DECLINED) { 
                break; 
            } 
  
            if (rc == NGX_AGAIN) { 
                continue; 
            } 
//设置输出buf 
            rc = ngx_http_gzip_filter_get_buf(r, ctx); 
  
            if (rc == NGX_DECLINED) { 
                break; 
            } 
  
            if (rc == NGX_ERROR) { 
                goto failed; 
            } 
//开始进行压缩 
            rc = ngx_http_gzip_filter_deflate(r, ctx); 
  
            if (rc == NGX_OK) { 
                break; 
            } 
  
            if (rc == NGX_ERROR) { 
                goto failed; 
            } 
            /* rc == NGX_AGAIN */
        }

这里有一个小细节要注意的,就是在ngx_http_gzip_filter_add_data中,在nginx中会一个chain一个chain进行gzip压缩,压缩完毕后,输入chain也就可以free掉了,可是nginx不是这么做的,他会在当所有的chain都被压缩完毕后再进行free,这是因为gzip压缩对于cpu cache很敏感,而当你free buf的时候,有可能会导致cache trashing,也就是会将一些cache的数据换出去。

    if (ctx->copy_buf) { 
//这里注释很详细 
        /* 
         * to avoid CPU cache trashing we do not free() just quit buf, 
         * but postpone free()ing after zlib compressing and data output 
         */
  
        ctx->copy_buf->next = ctx->copied; 
        ctx->copied = ctx->copy_buf; 
//简单的赋为NULL,而不是free掉. 
        ctx->copy_buf = NULL; 
    }

最终在ngx_http_gzip_filter_free_copy_buf中free所有的gzip压缩的数据。从这里我们能看到nginx对于细节已经抓到什么地步了.

最后一个是header filter,也就是发送前最后一个head filter,这个filter里面设置对应的头以及status_lines,并且根据对应的status code设置对应的变量。所以这个filter是只有head filter的。这里的处理都没什么难的地方,就是简单的设置对应的头,因此就不详细的分析代码。它的流程大体就是先计算size,然后分配空间,最后copy对应的头。

就看一段代码,关于keepalive的,我们知道http1.1 keepalive是默认开启的,而http1.0它是默认关闭的,而nginx的keepalive_timeout命令则只是用来设置keepalive timeout的.对应clcf->keepalive_header。

//是否打开了keepalive,如果是1.1则默认是开启的 
    if (r->keepalive) { 
//设置Connection的头. 
        len += sizeof("Connection: keep-alive" CRLF) - 1; 
//不同浏览器行为不一样的。 
        /* 
         * MSIE and Opera ignore the "Keep-Alive: timeout=<N>" header. 
         * MSIE keeps the connection alive for about 60-65 seconds. 
         * Opera keeps the connection alive very long. 
         * Mozilla keeps the connection alive for N plus about 1-10 seconds. 
         * Konqueror keeps the connection alive for about N seconds. 
         */
  
        if (clcf->keepalive_header) { 
//设置timeout 
            len += sizeof("Keep-Alive: timeout=") - 1 + NGX_TIME_T_LEN + 2; 
        } 
  
    } else { 
        len += sizeof("Connection: closed" CRLF) - 1; 
    }

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