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nginx全面学习（3）-ngx_http_limit_req模块学习

分类： 服务器与存储

2014-02-22 22:52:01

ngx_http_limit_req 模块的作用是限制request的接收的速率。
配置项分为两种，一种是对于全局的设置。
在http域内设置limit_req_zone内存区域。
 limit_req_zone $binary_remote_addr zone=one:64K rate=1r/s;
这里使用binary_remote_addr的意义在于可以有效地节省内存，一个binary_remote_addr是定长的，长度为64B。1m的req_zone 可以容纳1600个不同的客户端的地址。
这样就可以更有效地使用内存。
当用户发送到nginx的请求过快的时候，nginx就会延迟这些请求的处理。保证在rate范围内。
在location字段使用如下配置可以实现对某个location的限流，使用非常灵活。如果不在任何一个location里面写，那么就没有起到限流的作用。
  limit_req zone=one burst=1;

值得注意的是限流的zone的大小必须要超过8KB，如果太小，在解析的时候，nginx就会报错。
1.负责分析conf文件中的limit_req_zone相应的字段。
static char *
ngx_http_limit_req_zone(ngx_conf_t *cf, ngx_command_t *cmd, void *conf)

根据配置文件生成的req_zone是通过共享内存实现的。
以下是使用limit_req模块的调用栈。


ngx_http_init_phase_handlers 这个函数是为各个阶段挂载handler函数。
ngx_http_core_run_phases这个函数会调用各个阶段的处理函数，到不同的阶段，每个阶段又有自己的不同的处理函数：

每个模块都有自己的模块的相应的信息，用户关于这个模块的配置信息在ngx_http_limit_req_conf_t中，ngx_http_get_module_loc_conf可以获得这个结构体。

点击(此处)折叠或打开

  1. static ngx_int_t
  2. ngx_http_limit_req_handler(ngx_http_request_t *r)
  3. {
  4.     size_t len, n;
  5.     uint32_t hash;
  6.     ngx_int_t rc;
  7.     ngx_uint_t excess;
  8.     ngx_time_t *tp;
  9.     ngx_rbtree_node_t *node;
  10.     ngx_http_variable_value_t *vv;
  11.     ngx_http_limit_req_ctx_t *ctx;
  12.     ngx_http_limit_req_node_t *lr;
  13.     ngx_http_limit_req_conf_t *lrcf;

  15.     if (r->main->limit_req_set) {
  16.         return NGX_DECLINED;
  17.     }

  19.     lrcf = ngx_http_get_module_loc_conf(r, ngx_http_limit_req_module); 获得该模块的location的配置信息

  21.     if (lrcf->shm_zone == NULL) {
  22.         return NGX_DECLINED;
  23.     }

  25.     ctx = lrcf->shm_zone->data;设置的共享内存zone

  27.     vv = ngx_http_get_indexed_variable(r, ctx->index);

  29.     if (vv == NULL || vv->not_found) {
  30.         return NGX_DECLINED;
  31.     }

  33.     len = vv->len;

  35.     if (len == 0) {
  36.         return NGX_DECLINED;
  37.     }

  39.     if (len > 65535) {
  40.         ngx_log_error(NGX_LOG_ERR, r->connection->log, 0,
  41.                       "the value of the \"%V\" variable "
  42.                       "is more than 65535 bytes: \"%v\"",
  43.                       &ctx->var, vv);
  44.         return NGX_DECLINED;
  45.     }

  47.     r->main->limit_req_set = 1;

  49.     hash = ngx_crc32_short(vv->data, len);通过对数据进行hash映射。

  51.     ngx_shmtx_lock(&ctx->shpool->mutex);

  53.     ngx_http_limit_req_expire(ctx, 1);替换掉队列和红黑树当中的不符合条件的请求。

  55.     rc = ngx_http_limit_req_lookup(lrcf, hash, vv->data, len, &excess);

  57.     ngx_log_debug3(NGX_LOG_DEBUG_HTTP, r->connection->log, 0,
  58.                    "limit_req: %i %ui.%03ui", rc, excess / 1000, excess % 1000);

  60.     if (rc == NGX_DECLINED) {

  62.         n = offsetof(ngx_rbtree_node_t, color)
  63.             + offsetof(ngx_http_limit_req_node_t, data)
  64.             + len;

  66.         node = ngx_slab_alloc_locked(ctx->shpool, n);
  67.         if (node == NULL) {

  69.             ngx_http_limit_req_expire(ctx, 0);

  71.             node = ngx_slab_alloc_locked(ctx->shpool, n);
  72.             if (node == NULL) {
  73.                 ngx_shmtx_unlock(&ctx->shpool->mutex);
  74.                 return NGX_HTTP_SERVICE_UNAVAILABLE;
  75.             }
  76.         }

  78.         lr = (ngx_http_limit_req_node_t *) &node->color;

  80.         node->key = hash;
  81.         lr->len = (u_char) len;

  83.         tp = ngx_timeofday();
  84.         lr->last = (ngx_msec_t) (tp->sec * 1000 + tp->msec);

  86.         lr->excess = 0;
  87.         ngx_memcpy(lr->data, vv->data, len);

  89.         ngx_rbtree_insert(&ctx->sh->rbtree, node);将这个新的请求插入到该模块的红黑树当中。

  91.         ngx_queue_insert_head(&ctx->sh->queue, &lr->queue);将这个请求插入到FIFO队列当中。

  93.         ngx_shmtx_unlock(&ctx->shpool->mutex);

  95.         return NGX_DECLINED;
  96.     }

  98.     ngx_shmtx_unlock(&ctx->shpool->mutex);

  100.     if (rc == NGX_OK) {
  101.         return NGX_DECLINED;
  102.     }

  104.     if (rc == NGX_BUSY) {
  105.         ngx_log_error(lrcf->limit_log_level, r->connection->log, 0,
  106.                       "limiting requests, excess: %ui.%03ui by zone \"%V\"",
  107.                       excess / 1000, excess % 1000, &lrcf->shm_zone->shm.name);

  109.         return NGX_HTTP_SERVICE_UNAVAILABLE;
  110.     }

  112.     /* rc == NGX_AGAIN */

  114.     if (lrcf->nodelay) {
  115.         return NGX_DECLINED;
  116.     }

  118.     ngx_log_error(lrcf->delay_log_level, r->connection->log, 0,
  119.                   "delaying request, excess: %ui.%03ui, by zone \"%V\"",
  120.                   excess / 1000, excess % 1000, &lrcf->shm_zone->shm.name);

  122.     if (ngx_handle_read_event(r->connection->read, 0) != NGX_OK) {
  123.         return NGX_HTTP_INTERNAL_SERVER_ERROR;
  124.     }

  126.     r->read_event_handler = ngx_http_test_reading;
  127.     r->write_event_handler = ngx_http_limit_req_delay;
  128.     ngx_add_timer(r->connection->write,
  129.                   (ngx_msec_t) excess * 1000 / ctx->rate);

  131.     return NGX_AGAIN;
  132. }

下面的这个函数处理过期的请求，将他们从红黑树和队列中删除。

点击(此处)折叠或打开

  1. static void
  2. ngx_http_limit_req_expire(ngx_http_limit_req_ctx_t *ctx, ngx_uint_t n)
  3. {
  4.     ngx_int_t excess;
  5.     ngx_time_t *tp;
  6.     ngx_msec_t now;
  7.     ngx_queue_t *q;
  8.     ngx_msec_int_t ms;
  9.     ngx_rbtree_node_t *node;
  10.     ngx_http_limit_req_node_t *lr;

  12.     tp = ngx_timeofday();

  14.     now = (ngx_msec_t) (tp->sec * 1000 + tp->msec);

  16.     /*
  17.      * n == 1 deletes one or two zero rate entries
  18.      * n == 0 deletes oldest entry by force
  19.      * and one or two zero rate entries
  20.      */

  22.     while (n < 3) {

  24.         if (ngx_queue_empty(&ctx->sh->queue)) {
  25.             return;
  26.         }
  27. 1）获得队列中最早的一个请求
  28.         q = ngx_queue_last(&ctx->sh->queue);

  30.         lr = ngx_queue_data(q, ngx_http_limit_req_node_t, queue);

  32.         if (n++ != 0) {

  34.             ms = (ngx_msec_int_t) (now - lr->last);
  35.             ms = ngx_abs(ms);

  37.             if (ms < 60000) {
  38.                 return;
  39.             }
  40. 计算这个请求的到来的时间，看这个请求是否
  41.             excess = lr->excess - ctx->rate * ms / 1000;

  43.             if (excess > 0) {
  44.                 return;
  45.             }
  46.         }

  48.         ngx_queue_remove(q);

  50.         node = (ngx_rbtree_node_t *)
  51.                    ((u_char *) lr - offsetof(ngx_rbtree_node_t, color));

  53.         ngx_rbtree_delete(&ctx->sh->rbtree, node);

  55.         ngx_slab_free_locked(ctx->shpool, node);
  56.     }
  57. }


点击(此处)折叠或打开

  1. static void
  2. ngx_http_limit_req_expire(ngx_http_limit_req_ctx_t *ctx, ngx_uint_t n)
  3. {
  4.     ngx_int_t excess;
  5.     ngx_time_t *tp;
  6.     ngx_msec_t now;
  7.     ngx_queue_t *q;
  8.     ngx_msec_int_t ms;
  9.     ngx_rbtree_node_t *node;
  10.     ngx_http_limit_req_node_t *lr;

  12.     tp = ngx_timeofday();

  14.     now = (ngx_msec_t) (tp->sec * 1000 + tp->msec);

  16.     /*
  17.      * n == 1 deletes one or two zero rate entries
  18.      * n == 0 deletes oldest entry by force
  19.      * and one or two zero rate entries
  20.      */

  22.     while (n < 3) {

  24.         if (ngx_queue_empty(&ctx->sh->queue)) {
  25.             return;
  26.         }

  28.         q = ngx_queue_last(&ctx->sh->queue);

  30.         lr = ngx_queue_data(q, ngx_http_limit_req_node_t, queue);

  32.         if (n++ != 0) {

  34.             ms = (ngx_msec_int_t) (now - lr->last);
  35.             ms = ngx_abs(ms);

  37.             if (ms < 60000) {
  38.                 return;
  39.             }

  41.             excess = lr->excess - ctx->rate * ms / 1000;

  43.             if (excess > 0) {
  44.                 return;
  45.             }
  46.         }

  48.         ngx_queue_remove(q);

  50.         node = (ngx_rbtree_node_t *)
  51.                    ((u_char *) lr - offsetof(ngx_rbtree_node_t, color));

  53.         ngx_rbtree_delete(&ctx->sh->rbtree, node);

  55.         ngx_slab_free_locked(ctx->shpool, node);
  56.     }
  57. }


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