前言
不能保证每天都有时间学这个，毕竟其他方面还有很多的事情需要做，但一定会利用好时间，充实自己。另外，大概扫了下Nginx自己封装的数据结构类型，确实还是蛮多的。所以，暂时打算学一点，更新一点。这一篇也主要是为自己开发一个简单HTTP模块做准备。
封装的数据结构
Nginx为了做到跨平台，追求极致高效，自身定义、封装了一些数据结构。就我个人来说，无论是对这一类统一的数据结构的封装风格，还是其中的封装技巧（尽可能地少占用内存），都是非常喜欢，大赞一个。
1）整型 <ngx_config.h>
typedef intptr_t ngx_int_t;
typedef uintptr_t ngx_uint_t;
C99 标准定义了 intptr_t 和 uintptr_t 类型是给一个可以持有一个指针值的整型变量。
2）字符串型 <ngx_string.h>
typedef struct {
size_t len; // 指向字符串首字符地址
u_char *data; // 字符串长度
} ngx_str_t;
可以看出，这里基本没有'\0'什么事了。这种封装的优点：1，减少计算字符串长度次数，可以直接用；2，可以重复引用一段字符串内存，长度表示结束。这样，不用对一段字符串再copy一份自己的副本，因为data指针可以指向任何字符串地址，这样可以减少不必要的内存分配与拷贝。也因为这个特性，Nginx中必须谨慎对一段字符串做出修改；另外，任何试图将ngx_str_t的data成员当作字符串来使用，都可能导致内存越界！
因为不存在‘\0’，Nginx专门提供自己有关ngx_str_t的操作的API。简单笔记：
// 以{...}括住，只适用于字符串赋值初始化，计算str长度为sizeof关键字，因此str为字符串常量！
#define ngx_string(str) { sizeof(str) - 1, (u_char *) str }
#define ngx_null_string { 0, NULL }
// 字符串赋值，text为字符串常量！因为是两行代码，在if/for/while等语句中单独使用需要用花括号括起来！
#define ngx_str_set(str, text) \
(str)->len = sizeof(text) - 1; (str)->data = (u_char *) text
#define ngx_str_null(str) (str)->len = 0; (str)->data = NULL
另外Nginx简单封装了glibc的字符串操作API，具体见ngx_string.h。
3）链表容器 <ngx_list.h>
/* 描述链表的一个结点，此节点实际上是一个数组，拥有一段连续内存 */
typedef struct ngx_list_part_s ngx_list_part_t;
struct ngx_list_part_s {
void *elts; // 指向数组起始地址
ngx_uint_t nelts; // 表示数组中已经使用多少个元素，其值 <= ngx_list_t中的nalloc
ngx_list_part_t *next; // 下一个链表节点
};
/* 描述整个链表 */
typedef struct {
ngx_list_part_t *last; // 链表尾节点
ngx_list_part_t part; // 链表首节点
size_t size; // 链表的每一个节点实质上是一个数组，但数组元素的类型是不确定的，由size表示每一个数组元素能够存储的最大值
ngx_uint_t nalloc; // 表示每一个ngx_list_part_t节点的容量
ngx_pool_t *pool; // 链表中管理内存分配的内存池对象
} ngx_list_t;
给出书中简图，一种可能的ngx_list_t链表的内存分布结构。
对于链表，Nginx也提供了一组接口：
ngx_list_create接口用于创建新的链表；
ngx_list_init接口初始化一个已有链表；
ngx_list_push接口用于添加新元素。具体情况详见<ngx_list.c>。
4）动态数组容器 <ngx_array.h>
typedef struct {
void *elts; // 指向数组起始地址
ngx_uint_t nelts; // 表示数组中已经使用多少个元素，其值 <= ngx_list_t中的nalloc
size_t size; // 一个数组元素能够存储的最大值
ngx_uint_t nalloc; // 当nelts增长到达nalloc 时，如果再往此数组中存储元素，则会引发数组的扩容。
// 数组的容量将会扩展到原有容量的2倍大小。实际上是分配新的一块内存，
// 新的一块内存的大小是原有内存大小的2倍。原有的数据会被拷贝到新的一块内存中。
ngx_pool_t *pool; // 管理内存分配的内存池对象
} ngx_array_t;
基本上跟链表容器的节点元素一致，接口也类似，具体详情见<ngx_array.c>。
ngx_array_t容器具备以下三个优点：
访问速度快；
允许元素个数具备不确定性；
负责元素占用内存的分配，这些内存将由内存池统一管理；
画上书中图描述下此结构体及使用方法：
5）缓冲区 <ngx_buf.h>
缓冲区ngx_buf_t是Nginx处理大数据的关键数据结构，它既应用于内存数据也应用于磁盘数据。
typedef struct ngx_buf_s ngx_buf_t;
typedef void * ngx_buf_tag_t;
struct ngx_buf_s {
/* 表示从此为止开始处理内存数据，同一个ngx_buf_t可能被多次反复处理 */
u_char *pos;
/* Nginx有效处理的内存结束地址 */
u_char *last;
/* 处理文件时，含义与pos、last相同 */
off_t file_pos;
off_t file_last;
/* 如果ngx_buf_t缓冲区用于内存，这个则指向buf起始地址与尾地址...那上面两字段毛意思，混乱中... */
u_char *start; /* start of buffer */
u_char *end; /* end of buffer */
/* 表示当前缓冲区类型 */
ngx_buf_tag_t tag;
/* 引用的文件 */
ngx_file_t *file;
/* 当前缓冲区的影子缓冲区(笔记：很少用到，不建议使用) */
ngx_buf_t *shadow;
/* the buf's content could be changed */
/* 源码中有英文注释，翻译为中文...
* 以下均为标志位，且其值置1的意义
*/
/* 临时内存标志位，表示数据在内存中，可修改 */
unsigned temporary:1;
/*
* the buf's content is in a memory cache or in a read only memory
* and must not be changed
*/
/* 表示数据在内存中，且不能被修改 */
unsigned memory:1;
/* the buf's content is mmap()ed and must not be changed */
/* 表示内存是用mmap系统调用映射过来，不可被修改 */
unsigned mmap:1;
/* 表示可回收 */
unsigned recycled:1;
/* buf缓冲区处理的是文件，不是内存 */
unsigned in_file:1;
/* 需要执行flush操作 */
unsigned flush:1;
/* 使用同步方式(可能阻塞Nginx进程，谨慎使用) */
unsigned sync:1;
/* ngx_buf_t可由ngx_chain_t串联，此标志位表示当前是最后一块待处理的缓冲区 */
unsigned last_buf:1;
/* 表示是ngx_chain_t中最后一块缓冲区 */
unsigned last_in_chain:1;
/* 配合影子缓冲区使用，表示最后一个影子缓冲区 */
unsigned last_shadow:1;
/* 表示当亲缓冲区属于临时文件 */
unsigned temp_file:1;
/* STUB */ int num;
};
ngx_buf_t是一种基本的数据结构，本质上提供的仅仅是一些指针成员和标志位。如果我们自定义一个ngx_buf_t结构，则应该根据业务需求自行定义。
5）缓冲区链表 <ngx_buf.h>
typedef struct ngx_chain_s ngx_chain_t; <ngx_core.h>
struct ngx_chain_s { <ngx_buf.h>
ngx_buf_t *buf; // 指向当前缓冲区
ngx_chain_t *next; // 指向下一个，如果是最后一个ngx_chain_t，必须置NULL
};
这个是与ngx_buf_t配合使用的链表结构。摘下博文《Nginx模块开发入门》简图：
总结
暂时没法总结。。还没体会这些数据的好处。对那个str_list_t的设计，比较喜欢。
主要参考
《深入理解Nginx》
《Nginx从入门到精通》
《Nginx模块开发入门》
---------------------
作者：时间文盲
来源：CSDN
原文：https://blog.csdn.net/fzy0201/article/details/17512119
版权声明：本文为博主原创文章，转载请附上博文链接！
网友评论