过滤模块

ngx_http_top_header_filter(r);
ngx_http_top_body_filter(r, in);

ngx_module_t *ngx_modules[] = {
        ...
        &ngx_http_write_filter_module,
        &ngx_http_header_filter_module,
        &ngx_http_chunked_filter_module,
        &ngx_http_range_header_filter_module,
        &ngx_http_gzip_filter_module,
        &ngx_http_postpone_filter_module,
        &ngx_http_ssi_filter_module,
        &ngx_http_charset_filter_module,
        &ngx_http_userid_filter_module,
        &ngx_http_headers_filter_module,
        &ngx_http_copy_filter_module,
        &ngx_http_range_body_filter_module,
        &ngx_http_not_modified_filter_module,
        NULL
};

static ngx_http_output_header_filter_pt  ngx_http_next_header_filter;
static ngx_http_output_body_filter_pt    ngx_http_next_body_filter;

...

ngx_http_next_header_filter = ngx_http_top_header_filter;
ngx_http_top_header_filter = ngx_http_example_header_filter;

ngx_http_next_body_filter = ngx_http_top_body_filter;
ngx_http_top_body_filter = ngx_http_example_body_filter;

typedef struct ngx_chain_s ngx_chain_t;

        struct ngx_chain_s {
                ngx_buf_t    *buf;
                ngx_chain_t  *next;
        };

struct ngx_buf_s {
        u_char          *pos;       /* 当前buffer真实内容的起始位置 */
        u_char          *last;      /* 当前buffer真实内容的结束位置 */
        off_t            file_pos;  /* 在文件中真实内容的起始位置   */
        off_t            file_last; /* 在文件中真实内容的结束位置   */

        u_char          *start;    /* buffer内存的开始分配的位置 */
        u_char          *end;      /* buffer内存的结束分配的位置 */
        ngx_buf_tag_t    tag;      /* buffer属于哪个模块的标志 */
        ngx_file_t      *file;     /* buffer所引用的文件 */

        /* 用来引用替换过后的buffer，以便当所有buffer输出以后，
         * 这个影子buffer可以被释放。
         */
        ngx_buf_t       *shadow;

        /* the buf's content could be changed */
        unsigned         temporary:1;

        /*
         * the buf's content is in a memory cache or in a read only memory
         * and must not be changed
         */
        unsigned         memory:1;

        /* the buf's content is mmap()ed and must not be changed */
        unsigned         mmap:1;

        unsigned         recycled:1; /* 内存可以被输出并回收 */
        unsigned         in_file:1;  /* buffer的内容在文件中 */
        /* 马上全部输出buffer的内容, gzip模块里面用得比较多 */
        unsigned         flush:1;
        /* 基本上是一段输出链的最后一个buffer带的标志，标示可以输出，
         * 有些零长度的buffer也可以置该标志
         */
        unsigned         sync:1;
        /* 所有请求里面最后一块buffer，包含子请求 */
        unsigned         last_buf:1;
        /* 当前请求输出链的最后一块buffer         */
        unsigned         last_in_chain:1;
        /* shadow链里面的最后buffer，可以释放buffer了 */
        unsigned         last_shadow:1;
        /* 是否是暂存文件 */
        unsigned         temp_file:1;

        /* 统计用，表示使用次数 */
        /* STUB */ int   num;
};

ngx_int_t
ngx_http_send_header(ngx_http_request_t *r)
{
        ...

        return ngx_http_top_header_filter(r);
}

ngx_int_t
ngx_http_output_filter(ngx_http_request_t *r, ngx_chain_t *in)
{
    ngx_int_t          rc;
    ngx_connection_t  *c;

    c = r->connection;

    rc = ngx_http_top_body_filter(r, in);

    if (rc == NGX_ERROR) {
        /* NGX_ERROR may be returned by any filter */
        c->error = 1;
    }

    return rc;
}

static int
ngx_http_example_body_filter(ngx_http_request_t *r, ngx_chain_t *in)
{
        ...

        return ngx_http_next_body_filter(r, in);
}

主要功能介绍 (90%)¶

响 应的主体内容就存于单链表in，链表一般不会太长，有时in参数可能为NULL。in中存有buf结构体中，对于静态文件，这个buf大小默认是32K； 对于反向代理的应用，这个buf可能是4k或者8k。为了保持内存的低消耗，Nginx一般不会分配过大的内存，处理的原则是收到一定的数据，就发送出 去。一个简单的例子，可以看看Nginx的chunked_filter模块，在没有content-length的情况下，chunk模块可以流式 （stream）的加上长度，方便浏览器接收和显示内容。

在响应体过滤模块中，尤其要注意的是buf的标志位，完整描述可以在“相关结构 体”这个节中看到。如果buf中包含last标志，说明是最后一块buf，可以直接输出并结束请求了。如果有flush标志，说明这块buf需要马上输 出，不能缓存。如果整块buffer经过处理完以后，没有数据了，你可以把buffer的sync标志置上，表示只是同步的用处。

当所有的 过滤模块都处理完毕时，在最后的write_fitler模块中，Nginx会将in输出链拷贝到r->out输出链的末尾，然后调用 sendfile或者writev接口输出。由于Nginx是非阻塞的socket接口，写操作并不一定会成功，可能会有部分数据还残存在 r->out。在下次的调用中，Nginx会继续尝试发送，直至成功。

发出子请求 (90%)¶

Nginx过滤模块一大特色就是可以发出子请求，也就是在过滤响应内容的时候，你可以发送新的请求，Nginx会根据你调用的先后顺序，将多个回复的内容拼接成正常的响应主体。一个简单的例子可以参考addition模块。

Nginx 是如何保证父请求和子请求的顺序呢？当Nginx发出子请求时，就会调用ngx_http_subrequest函数，将子请求插入父请求的 r->postponed链表中。子请求会在主请求执行完毕时获得依次调用。子请求同样会有一个请求所有的生存期和处理过程，也会进入过滤模块流 程。

关键点是在postpone_filter模块中，它会拼接主请求和子请求的响应内容。r->postponed按次序保存有父 请求和子请求，它是一个链表，如果前面一个请求未完成，那后一个请求内容就不会输出。当前一个请求完成时并输出时，后一个请求才可输出，当所有的子请求都 完成时，所有的响应内容也就输出完毕了。

一些优化措施 (90%)¶

Nginx过滤模块涉及到的结构体，主要就是chain和buf，非常简单。在日常的过滤模块中，这两类结构使用非常频繁，Nginx采用类似freelist重复利用的原则，将使用完毕的chain或者buf结构体，放置到一个固定的空闲链表里，以待下次使用。

比 如，在通用内存池结构体中，pool->chain变量里面就保存着释放的chain。而一般的buf结构体，没有模块间公用的空闲链表池，都是保 存在各模块的缓存空闲链表池里面。对于buf结构体，还有一种busy链表，表示该链表中的buf都处于输出状态，如果buf输出完毕，这些buf就可以 释放并重复利用了。

过滤内容的缓存 (90%)¶

由于Nginx设计流式的输出结构，当我们需要对响应内容作全文过滤的时候，必须缓存部分的buf内容。该类过滤模块往往比较复杂，比如sub，ssi，gzip等模块。这类模块的设计非常灵活，我简单讲一下设计原则：

1. 输入链in需要拷贝操作，经过缓存的过滤模块，输入输出链往往已经完全不一样了，所以需要拷贝，通过ngx_chain_add_copy函数完成。
2. 一般有自己的free和busy缓存链表池，可以提高buf分配效率。
3. 如果需要分配大块内容，一般分配固定大小的内存卡，并设置recycled标志，表示可以重复利用。
4. 原有的输入buf被替换缓存时，必须将其buf->pos设为buf->last，表明原有的buf已经被输出完毕。或者在新建立的buf，将buf->shadow指向旧的buf，以便输出完毕时及时释放旧的buf。