前言

写作目的

从Tim Berners-Lee 1991年编写的CERN HTTP服务器算起，Apache已经诞生了近20年的时间。这些年来，Apache已经成为目前最为流行的Web服务器，支撑着无数大小网站的运行。随着Apache技术的发展，关于Apache的图书纷纷问世。但是，这些书讨论的几乎都是如何对Apache进行管理和配置的，只有很少的图书对Apache模块的开发进行分析和讲解。而对Apache体系结构和内部运行机制的介绍一直是空白。

众所皆知，Apache 良好的模块化架构设计已经成为经典的服务器架构——易于扩展、易于维护。几乎每一个程序员都可以从 Apache 的架构中吸取到丰富的营养。虽然 Apache的代码非常优美，架构层次非常清晰，但是在缺乏资料的情况下，开发人员想在短时间内读懂Apache架构和内部细节并不是一件容易的事情。在陷入迷茫和一头雾水之后，他们可能就会选择放弃，从而与Apache的优美架构失之交臂。

本书写作的目的就是通过阐述Apache源代码，将Apache的整体架构和内部机制呈现给读者，让更多的人了解和熟悉Apache架构。本书的另一个目的就是希望阐述Apache模块开发中会遇到的各种问题。

本书适合谁

■ 顾名思义，本书是一本深入分析Apache源代码的书籍。首先，本书最适合于那些想急切了解Apache源代码内幕的读者，他们能够从本书中了解到关于Apache内幕细节的方方面面，从指令运行、模块细节到挂钩处理、请求处理等。

■ 其次，Apache 模块开发者也是本书的读者。虽然本书并不是一本专门讲述如何开发模块的图书，但是对于模块开发者而言，他们可以通过本书了解到关于模块和模块开发的所有细节内容。本书并不仅限于告诉你如何照猫画虎地增加一个新的模块，而是告诉你为什么要这么做。书中对于模块的每一个细节的阐释都非常清晰，因此，虽然本书并不是一本直接讲述模块开发的图书，但是通过阅读本书，你完全可以掌握其模块开发。

■ 须要强调的是本书并不是一本讨论Apache管理的图书。因此，如果Apache管理员想从本书中找到如何编译安装使用Apache、如何配置管理Apache是不可能的，这种书市场上已经多如牛毛。但是这并不意味着本书对Apache管理员来说没有任何的价值。对于Apache管理员来说，他们大部分时间是在对Apache配置文件进行处理，通过本书，管理员们可以了解到Apache配置文件及配置指令幕后运行的细节，不仅知其然而且知其所以然，在阅读了本书之后，你甚至可以自己扩展Apache的指令，对于高级管理员而言，通过源代码的分析，可以对Apache进行最优化调优。

■ 如果你对Apache没有兴趣，但是你是一个服务器开发者，那么本书也会对你有相当的吸引力。本书以一百三十多页的篇幅来讨论Apache的多任务并发框架模块。各种MPM的介绍会有助于你的服务器开发。

■ 如果你对Apache没有兴趣，而且也不是一个服务器开发者，只是一个普通的开发者，那么Apache的模块化思想也非常值得你借鉴。Apache的高度模块化是Apache体系结构中最为耀眼的特性，熟悉和掌握这种思想，有助于开发良好的软件体系架构。

不同的开发人员对本书的关注点可以用表0-1描述。

你需要什么技术基础

尽管谁都可以阅读本书，但是，如果想深入理解书中分析的内容，你必须具备以下几个条件。

1. 熟悉C语言

Apache的所有源代码都是使用C语言开发的。因此，如果你不熟悉C语言，则最好不要阅读本书。如果你熟悉C++，则会更好。Apache中的很多设计都借鉴了C++的一些思想，了解C++，会让你更容易理解这些设计。

2. 了解HTTP协议相关的内容

Apache Web服务器本质上是处理HTTP协议的服务器，因此，如果我们想理解Apache的链接请求处理细节，则必须了解 HTTP 协议。当你阅读本书的时候，手上最好能有一个HTTP协议规范参考。

3. 了解Apache配置

对Apache配置文件和配置指令的处理贯穿于整个Apache的运行期间。Apache启动的时候将构建配置树，在对请求处理的时候将读取配置信息。如果对Apache的配置指令体系不熟悉，则会妨碍你的阅读和理解。

本书的主要内容

本书是Apache源代码全景分析系列的第1卷——体系结构与核心模块，全书分为9章。

第1章 Web服务器概述

本章简要介绍了整个 Internet 的发展历史及 Apache 服务器的发展历史，并简要介绍了HTTP服务器的工作方式。在本章的最后部分，我们重点讲述了Apache服务器所具备的功能。

第2章 Apache体系结构

本章从整体上介绍了Apache的三层体系结构，并着重介绍了核心功能层，分析了核心功能层中各个重要的组件及它们之间的相互依赖关系。另外本章还讲述了Apache的运行流程及主函数的实现细节。

第3章 配置文件管理

配置文件管理是Apache的基础核心模块。本章详细介绍了配置文件中指令的相关概念，包括指令的上下文、指令参数，同时详细分析了Apache中对指令的实现。基于指令的概念，本章的另外一个讨论重点就是Apache中对配置文件的读取，读取后指令在内存中的组织方式，以及指令如何被调用执行。本章最后还介绍了自行增加一个Apache中并不存在的新的指令配置段。

第4章 Apache模块化体系结构

Apache模块化体系结构是本书介绍的重点内容之一，通过模块化，Apache可以很方便地进行第三方扩展及裁剪。本章详细介绍了模块数据结构，并对模块结构中成员的上下文进行介绍，包括指令表、挂钩、配置结构操作指针，可让读者能够透彻理解与模块相关的方方面面，不仅知其然，而且知其所以然。除此之外，本章还介绍了核心模块如何加载的过程，以及Apache模块通信所采用的各种策略，包括简单通信方式、可选函数通信方式及提供者API方式。本章最后对Apache中的一些常用模块进行了简单介绍。

第5章 多任务并发处理

Apache能够同时处理大量的并发连接，这得益于Apache的MPM模块。MPM将网络连接相关的处理独立成为模块的形式，这样不同的平台可以使用不同的并发模型，从而达到最优的效果。本章重点讨论了Prefork MPM、Worker MPM和WinNT MPM三种并发模型。

第6章 网络连接

本章介绍了连接处理相关的内容。首先介绍了连接处理的4个阶段，并详细介绍了等待连接阶段的创建套接字和侦听套接字的流程。在连接处理阶段则介绍了创建连接和读取连接的细节。在接收到连接后，就需要从连接中读取HTTP请求。本章最后一节讨论了请求读取的细节，包括如何读取HTTP请求行、请求头及请求报文体。

第7章 过滤器

对于客户端输入，Apache 并不一定会原封不动地提交给核心模块去处理，它可能要经过一些其他处理后才会提交给核心模块；与此相同，核心生成的内容也不会原封不动地发送给客户端，也可能会经过一些转换。对于输入和输出的内容进行转换处理是由过滤器完成的。本章详细介绍了过滤器的基本概念、过滤器在核心的组织结构、过滤器的使用及智能过滤器的概念和使用。

第8章 存储段和存储段组

当数据在过滤器中流动传递的时候，数据是以存储段组的形式组织的。每一个存储段组包含多个存储段，每一个存储段是一种数据类型的抽象。本章详细介绍了核心提供的11种存储段类型及它们的操作接口。同时还介绍了存储段的操作细节和内部实现细节。本章最后介绍了存储段组是如何与过滤器结合在一起使用的。

第9章 常用过滤器

本章介绍了常用的过滤器，包括网络处理的 CORE_IN、CORE 过滤器，Chunk 编码的Chunk过滤器。本章最后，我们引导读者编写了一个关键字高亮过滤器和题头题尾添加过滤器。通过本章的学习，读者可以很容易实现自己的新的过滤器。

本书的阅读方法

本书的厚度和难度并不适合一口气读完，而且本书源代码分析的特性决定了仅仅阅读本书还不够，必须在基于浏览代码的基础上同步阅读本书。

本书的Apache代码基于2.2.8版本，读者在阅读之前请去http://httpd.apache.org下载一份代码。对于阅读和分析代码，笔者推荐使用的工具是SourceInsight。

理解代码的最好方式就是跟踪和调试。因此勤于调试能有助于你对Apache源代码和本书内容的理解。

另外本书中的代码并不是与实际代码一一对应的。为了节省版面，大部分代码中的注释和日志记录代码都被剔除，不过日志对于阅读代码还是非常有益的，通过错误提示，能够帮助你理解上下文操作的背景。

作者联系方式

本书大部分内容都可以在笔者的博客（http://blog.csdn.net/tingya）上找到，只是没有经过整理。如果您有什么想法和意见可以到博客上去留言。

感谢

从2003年开始酝酿到本书出版，已经整整6年过去了。在这6年里，真心感谢那些陪伴自己走过的人。

首先要感谢的是我的妻子。每个夜晚，每个周末我伏案写作无暇陪她，她也毫无怨言。

感谢我的导师齐勇教授，在我读研没空顾及项目的时候，他给了我一次又一次的鼓励，他甚至想为我的兴趣单独申请一个课题。在齐勇教授的身边，我学会了很多专业知识以外的东西。

感谢我的同学和朋友温辉敏，每当我几乎要退却的时候，他总能及时提醒我，督促我，没有他，也许大家还要多等一些时候。

感谢腾讯的刘海宝，当本书还是草稿的时候，他就是本书的第一个忠实读者，并且为本书提供了一些有价值的意见。

感谢51.com IM事业部的同事们，在与你们相处的工作中非常愉快和开心，也希望你们能够谅解我在本书上投入的过多精力，他们是但汉权、胡佳佳、胡名雨、郭祥洲、刘庆平、尹波、易念华、张剑波、赵宏华。

感谢本书的编辑周筠和陈元玉，感谢她们给我的一贯支持，在因故延后交稿的时候，她们仍然在耐心地等待，感谢她们编辑本书付出的辛勤劳动！感谢杨福川编辑，正是他才使得本书的出版成为可能。

感谢您在茫茫的书海中选择了本书，并衷心祝愿您能从本书中受益。

升东网络科技发展（上海）有限公司 高级工程师 张中庆

2009年3月于上海