一、Nginx中共享内存的结构图

一个ngx_list_t来组织所有的ngx_shm_zone_t
一个ngx_shm_zone_t来管理一块共享内存

二、Nginx中实现共享内存的部分

1、共享内存配置信息的结构体ngx_shm_t

该结构体并非创建于共享内存空间中，而是通过内存池去创建这个结构体，通过这个结构体(共享内存的配置信息)，调用ngx_shm_alloc传入共享内存的配置信息ngx_shm_t,从而创建一块共享内存空间。该结构体的addr就是指向共享内存的首地址

typedef struct {u_char      *addr;//共享内存的起始地址size_t       size;//共享内存的大小(字节)ngx_str_t    name;ngx_log_t   *log;ngx_uint_t   exists;   /* unsigned  exists:1;  */
} ngx_shm_t;

主要实现两个函数，分配共享内存和释放共享内存

ngx_int_t ngx_shm_alloc(ngx_shm_t *shm);
void ngx_shm_free(ngx_shm_t *shm);

2、分配共享内存ngx_shm_alloc

通过mmap实现，获取一块共享内存的空间，并将共享内存的首地址用ngx_shm_t的addr去接受

ngx_int_t
ngx_shm_alloc(ngx_shm_t *shm)
{shm->addr = (u_char *) mmap(NULL, shm->size,PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_ANON|MAP_SHARED, -1, 0);if (shm->addr == MAP_FAILED) {ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, shm->log, ngx_errno,"mmap(MAP_ANON|MAP_SHARED, %uz) failed", shm->size);return NGX_ERROR;}return NGX_OK;
}

3、释放共享内存ngx_shm_free

通过munmap实现

void
ngx_shm_free(ngx_shm_t *shm)
{if (munmap((void *) shm->addr, shm->size) == -1) {ngx_log_error(NGX_LOG_ALERT, shm->log, ngx_errno,"munmap(%p, %uz) failed", shm->addr, shm->size);}
}

三、管理共享内存（通过数据结构将它组织起来）

1、ngx_shm_zone_t

ngx_shm_t是对共享内存配置信息的结构体，那么ngx_shm_zone_t是包含用户数据信息的共享内存配置的结构体（换句话说，就是ngx_shm_t的基础上，引入了用户数据,包括如何初始化这块数据等操作）

同样，这个是(引入了用户信息)共享内存的配置信息，是通过内存池创建的。

struct ngx_shm_zone_s {void                     *data;//用户数据ngx_shm_t                 shm;//共享内存基本的结构体ngx_shm_zone_init_pt      init;//用户数据的初始化函数（用于初始化shm这个结构体，但真正的共享内存并不在这创建）void                     *tag;//创建的共享内存模块void                     *sync;ngx_uint_t                noreuse;  /* unsigned  noreuse:1; */
};

data数据是作为init初始化函数的参数。

2、ngx_list_t

ngx_list_t就是用来管理ngx_shm_zone_t的
ngx_list_t中每隔chunck，分为n等分，每一块的大小是ngx_shm_zone_t所需的大小。
Nginx源码阅读：ngx_list_t 链表

四、ngx_init_cycle中初始化共享内存和管理共享内存的数据结构

在ngx_init_cycle中

1、内存池分配（用于组织共享内存的数据结构）

通过内存池，初始化ngx_list_t这个链表，一个chunck划分为n片区域，每片区域大小为一个ngx_shm_zone_t结构体（用于配置共享内存信息的结构体）的大小。

if (ngx_list_init(&cycle->shared_memory, pool, n, sizeof(ngx_shm_zone_t))!= NGX_OK){ngx_destroy_pool(pool);return NULL;}

2、共享内存分配

 if (ngx_shm_alloc(&shm_zone[i].shm) != NGX_OK) {goto failed;}

3、共享内存初始化的流程

这里主要是遍历链表ngx_list_t，然后根据每个ngx_zone_t创建对应的共享内存

ngx_cycle_t *
ngx_init_cycle(ngx_cycle_t *old_cycle)
{...part = &cycle->shared_memory.part;//取出共享内存链表中的一个chunck(part)shm_zone = part->elts;//取出chunck的共享内存区的首地址（chunck是分为一片片共享内存区）for (i = 0; /* void */ ; i++) {//这一步是为了初始化下一块chunckif (i >= part->nelts) {//一个chunck(part)有nelts个共享内存区if (part->next == NULL) {//如果是最后一个chunck，那么退出break;}part = part->next;//继续create下一块chunck(part)shm_zone = part->elts;//下一块chunck的共享内存部分头地址i = 0;//create下一块chunck，因此i复位为0}//出错的情况：如果chunck的某片共享内存区大小为0，那么就会失败if (shm_zone[i].shm.size == 0) {ngx_log_error(NGX_LOG_EMERG, log, 0,"zero size shared memory zone \"%V\"",&shm_zone[i].shm.name);goto failed;}shm_zone[i].shm.log = cycle->log;opart = &old_cycle->shared_memory.part;oshm_zone = opart->elts;//遍历chunck中每片共享内存区（ngx_shm_zone_t）for (n = 0; /* void */ ; n++) {if (n >= opart->nelts) {if (opart->next == NULL) {break;}opart = opart->next;oshm_zone = opart->elts;n = 0;}if (shm_zone[i].shm.name.len != oshm_zone[n].shm.name.len) {continue;}if (ngx_strncmp(shm_zone[i].shm.name.data,oshm_zone[n].shm.name.data,shm_zone[i].shm.name.len)!= 0){continue;}if (shm_zone[i].tag == oshm_zone[n].tag&& shm_zone[i].shm.size == oshm_zone[n].shm.size&& !shm_zone[i].noreuse){shm_zone[i].shm.addr = oshm_zone[n].shm.addr;
#if (NGX_WIN32)shm_zone[i].shm.handle = oshm_zone[n].shm.handle;
#endif//初始化 一片共享内存的结构体数据（chunck中的一部分）if (shm_zone[i].init(&shm_zone[i], oshm_zone[n].data)!= NGX_OK){goto failed;}goto shm_zone_found;}break;}//初始化共享内存（真正的共享数据在这里，上面的一些结构如ngx_list、shm_zone，都是通过内存池创建的）if (ngx_shm_alloc(&shm_zone[i].shm) != NGX_OK) {goto failed;}if (ngx_init_zone_pool(cycle, &shm_zone[i]) != NGX_OK) {goto failed;}if (shm_zone[i].init(&shm_zone[i], NULL) != NGX_OK) {goto failed;}shm_zone_found:continue;}...
}

五、使用共享内存

ngx_shared_memory_add返回ngx_shm_zone_t，里面就包含了指向共享内存的指针。
它去使用或者创建一块共享内存，然后交给ngx_list_t去管理，因此这里使用了add

ngx_shm_zone_t *
ngx_shared_memory_add(ngx_conf_t *cf, ngx_str_t *name, size_t size, void *tag)
{ngx_uint_t        i;ngx_shm_zone_t   *shm_zone;ngx_list_part_t  *part;part = &cf->cycle->shared_memory.part;//第一块chunckshm_zone = part->elts;//指向chunck中数据部分的首地址for (i = 0; /* void */ ; i++) {if (i >= part->nelts) {if (part->next == NULL) {break;}part = part->next;shm_zone = part->elts;i = 0;}if (name->len != shm_zone[i].shm.name.len) {continue;}if (ngx_strncmp(name->data, shm_zone[i].shm.name.data, name->len)!= 0){continue;}if (tag != shm_zone[i].tag) {ngx_conf_log_error(NGX_LOG_EMERG, cf, 0,"the shared memory zone \"%V\" is ""already declared for a different use",&shm_zone[i].shm.name);return NULL;}if (shm_zone[i].shm.size == 0) {shm_zone[i].shm.size = size;}if (size && size != shm_zone[i].shm.size) {ngx_conf_log_error(NGX_LOG_EMERG, cf, 0,"the size %uz of shared memory zone \"%V\" ""conflicts with already declared size %uz",size, &shm_zone[i].shm.name, shm_zone[i].shm.size);return NULL;}return &shm_zone[i];}shm_zone = ngx_list_push(&cf->cycle->shared_memory);//从共享内存中取出一个区域if (shm_zone == NULL) {return NULL;}shm_zone->data = NULL;shm_zone->shm.log = cf->cycle->log;shm_zone->shm.addr = NULL;shm_zone->shm.size = size;shm_zone->shm.name = *name;shm_zone->shm.exists = 0;shm_zone->init = NULL;//这块共享内存，可以自己初始化成想要的类型shm_zone->tag = tag;shm_zone->noreuse = 0;return shm_zone;
}

Nginx源码阅读：共享内存ngx_shm_t和它的组织方式ngx_shm_zone_t、ngx_list_t相关推荐

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