深入理解tengine的sysguard模块

1. 引言

  Tengine 是一款高性能的 Web 服务器，其 Sysguard 模块作为其核心功能之一，为用户提供了强大的系统监控和管理能力。通过 Sysguard 模块，用户可以实时监测服务器的运行状态、性能指标和资源利用情况，对异常压力实施熔断处理，从而有效优化系统运行和提升稳定性。本文将深入探讨 Tengine 的 Sysguard 模块，介绍其功能特点、部署配置，以及通过源码分析来深入理解其实现原理。

2. 开启sysguard模块

2.1 编译

  需要开启sysguard模块，因为tengine默认是不加载这个模块的，因此在编译的时候要将这个模块编译进去，如下：

./configure --add-module=modules/ngx_http_sysguard_module

2.2 配置

  直接拿官网文档的例子来举例：

server {sysguard on;                   # 开启sysguard模块sysguard_mode or;              # 多个负载条件匹配模式采用or还是and方式# 格式：负载类型   负载阈值     超过规定阈值后执行的跳转动作目标路径# 其中部分指令中定义的period表示性能指标采样的周期sysguard_load load=10.5 action=/loadlimit;sysguard_cpu usage=20 period=3s action=/cpulimit;sysguard_mem swapratio=20% action=/swaplimit;sysguard_mem free=100M action=/freelimit;sysguard_rt rt=0.01 period=5s action=/rtlimit;# 以下几个location定义的是熔断以后，nginx将请求跳转到这里来执行响应处理location /loadlimit {return 503;}location /swaplimit {return 503;}location /freelimit {return 503;}location /rtlimit {return 503;}location /cpulimit {return 503;}
}

  针对上面的范例总结一下，我们可以定义一个或者若干个负载条件（包括load、cpu使用率、内存使用率）采用“与”或者“或”的方式进行组合，当nginx的负载超过了设定的条件的时候，就会执行对应的跳转动作。

  具体的各个配置指令大家可以参考sysguard 模块官方文档。

3. 源码分析

3.1 配置参数分析

  首先看一下配置加载的c语言的目标结构体。

typedef struct {ngx_flag_t                    enable;                 // 是否启用本模块ngx_int_t                     load;                   // load阈值ngx_str_t                     load_action;            // locad超阈值的跳转地址ngx_int_t                     cpuusage;               // cpu使用率阈值ngx_str_t                     cpuusage_action;        // cpu使用率超阈值的跳转地址ngx_int_t                     swap;                   // swap阈值ngx_str_t                     swap_action;            // swap超阈值的跳转地址size_t                        free;                   // free内存阈值ngx_str_t                     free_action;            // free内存超阈值的跳转地址ngx_int_t                     rt;                     // 平均响应时间的阈值ngx_int_t                     rt_period;              // 平均响应时间的更新周期ngx_str_t                     rt_action;              // 超平均响应时间阈值的跳转地址time_t                        interval;               // 获取系统信息时的缓存时间time_t                        cpu_interval;           // CPU负载采样更新周期ngx_uint_t                    log_level;              // 超阈值事件的日志等级ngx_uint_t                    mode;                   // or还是and模式ngx_http_sysguard_rt_ring_t  *rt_ring;
} ngx_http_sysguard_conf_t;

  配置加载的时候会根据配置的设置填充以上结构体中对应的字段。

3.2 模块的初始化

  模块的初始化是在ngx_http_sysguard_init函数用执行的。而ngx_http_sysguard_init函数是通过下面的声明来注册到nginx的框架中的。

static ngx_http_module_t  ngx_http_sysguard_module_ctx = {NULL,                                   /* preconfiguration */ngx_http_sysguard_init,                 /* postconfiguration */NULL,                                   /* create main configuration */NULL,                                   /* init main configuration */NULL,                                   /* create server configuration */NULL,                                   /* merge server configuration */ngx_http_sysguard_create_conf,          /* create location configuration */ngx_http_sysguard_merge_conf            /* merge location configuration */
};ngx_module_t  ngx_http_sysguard_module = {NGX_MODULE_V1,&ngx_http_sysguard_module_ctx,          /* module context */ngx_http_sysguard_commands,             /* module directives */NGX_HTTP_MODULE,                        /* module type */NULL,                                   /* init master */NULL,                                   /* init module */NULL,                                   /* init process */NULL,                                   /* init thread */NULL,                                   /* exit thread */NULL,                                   /* exit process */NULL,                                   /* exit master */NGX_MODULE_V1_PADDING
};

  分析ngx_http_sysguard_init函数，我们可以知道，它在NGX_HTTP_PREACCESS_PHASE阶段和NGX_HTTP_LOG_PHASE阶段分别注册了ngx_http_sysguard_handler和ngx_http_sysguard_log_handler两个回调函数，函数定义如下：

static ngx_int_t
ngx_http_sysguard_init(ngx_conf_t *cf)
{ngx_http_handler_pt        *h;ngx_http_core_main_conf_t  *cmcf;cmcf = ngx_http_conf_get_module_main_conf(cf, ngx_http_core_module);h = ngx_array_push(&cmcf->phases[NGX_HTTP_PREACCESS_PHASE].handlers);if (h == NULL) {return NGX_ERROR;}*h = ngx_http_sysguard_handler;h = ngx_array_push(&cmcf->phases[NGX_HTTP_LOG_PHASE].handlers);if (h == NULL) {return NGX_ERROR;}*h = ngx_http_sysguard_log_handler;return NGX_OK;
}

3.3 ngx_http_sysguard_handler函数

  该函数在NGX_HTTP_PREACCESS_PHASE阶段被调用。
  首先判断本模块是否已经执行过了并且已经被enable了，如果没有enable，则跳过本模块的后续逻辑。

    if (r->main->sysguard_set) {return NGX_DECLINED;}glcf = ngx_http_get_module_loc_conf(r, ngx_http_sysguard_module);if (!glcf->enable) {return NGX_DECLINED;}

  接着设置sysgaurd_set标记位，表示本模块已经处理过了，后续如果重新进入本函数就不需要重新处理了。

    r->main->sysguard_set = 1;

  为什么会再次进入本函数呢？譬如rewrite操作，或者发生了subrequest请求，都可能导致。

  接下去以load系统负载为例，来看程序的实现逻辑，源码如下：

  /* load */if (glcf->load != NGX_CONF_UNSET) {if (ngx_http_sysguard_cached_load_exptime < ngx_time()) {ngx_http_sysguard_update_load(r, glcf->interval);}ngx_log_debug4(NGX_LOG_DEBUG_HTTP, r->connection->log, 0,"http sysguard handler load: %1.3f %1.3f %V %V",ngx_http_sysguard_cached_load * 1.0 / 1000,glcf->load * 1.0 / 1000,&r->uri,&glcf->load_action