nginx是一个多进程程序，那么不同的worker进程之间，如果需要共享数据，那么只能通过共享内存。那么下面我们来看一看，nginx中的共享内存是怎么使用的。
nginx的进程间的通讯方式，主要有两种，第一种是信号，那么之前我们在说如何管理nginx的过程中，已经比较详细的介绍过了，那么如果需要做数据的同步呢？那么只能通过共享内存，所谓共享内存，也就是说我们打开了一块内存，比如说10M，那么一整块0-10M之间，多个worker进程之间，可以同时的访问它，包括读取和写入。那么为了使用好这样一块共享内存，就会引入另外两个问题。第一个问题呢，就是锁，因为多个worker进程同时操作一块内存，一定会出现竞争关系，所以我们需要加锁，在nginx的锁中，在早期它还有基于信号量的锁，信号量是一种linux里比较久远的进程同步方式，它会导致你的进程进入了休眠状态，也就是发生了主动切换，而现在大多数操作系统版本中，nginx所使用的锁，都是自旋锁，而不会基于信号量，自旋锁，也就是说，当这个锁的条件没有满足，比如说这块内存现在被1号worker进程所使用，那么2号worker进程需要去获取锁的时候，只要1号进程没有释放锁，2号进程会一直在不停地去请求这个把锁，就好像，如果是基于信号量的早期的nginx锁，那么假设这把锁锁住了一扇门，如果worker进程1已经拿到了这把锁进到了屋里，那么worker进程2试图去拿锁，敲门，发现里面已经有人了，那么worker进程2就会就地休息，等待worker进程1从门里出来以后，通知它。而自选锁不一样，worker2进程2发现门里已经有worker进程1了，它就一直的持续的在敲门，所以，使用自旋锁，要求所有的nginx模块必须快速的使用共享内存，也就是快速的取得锁以后，快速的释放锁。一旦出现有第三方模块不遵守这样的规则，就可能导致出现死锁，或者说性能下降的问题。那么，有了这么一块共享内存，会引入第2个问题，因为一整块共享内存，往往是给许多对象同时使用的，如果我们在模块中手动去编写分配，把这些内存给到不同的对象，是非常繁琐的，所以，这个时候，我们使用了slab内存管理器。这个接下来我们会再说，那么nginx哪些模块使用了共享内存呢？我对官方的常用的nginx模块使用共享内存做了一个总结。那么使用共享内存，主要使用这两种数据结构，第一个是红黑树，比如我们想做限速或者流控等等场景时，我们是不同容忍在内存中做的，否则一个worker进程，对某一个用户，触发了流控，而其他worker进程还不知道，所以我们只能在共享内存中做，比如说，limit connection，比如说limit request（ngx_stream_limit_req_module），还有所有的http cache，做反向代理时用的，还有ssl，那么红黑树有一个特点，就是它的增删改查特别的快，当然也可以做遍历，所以这些模块都有一个特点，我需要做快速的插入和删除，比如我现在发现了一个客户端，我对它限速，那么限速如果达到了，我需要把这个客户端从我的限速数据结构容器中移出，都需要非常的快速。第二个常用的数据结构是单链表，也就是说我只要这些需要共享的元素都串起来就可以了。Ngx_http_upstream_zone_module或者Ngx_stream_upstream_zone_module，然后我们再来一个稍微复杂的例子，也就是ngx_http_lua_api，这个模块，实际上是openresty的核心模块，那么openresty在这个模块中定义了一个sdk，这个sdk叫lua_shared_dict，当这个指令出现的时候，它会分配一块共享内存，比如这个我们指定了10m，m就是我们的空间大小。那么这块共享内存会有一个名称，叫做dogs。接下来，我们在lua代码中，比如这一段content_by_lua_blocks，这对应这我们nginx收到了set这个url的时候需要做一些什么样的事情，我们首先从dogs共享内存中取出，然后设置了一个key value，然后向客户端返回，我已存储。然后在get请求中，我们把刚才存下的值取出来，返回给用户。那么在这一段代码中呢，我们同时使用了刚刚我们介绍中红黑树，以及链表。那么，这个lua_shared_dict dogs10m了。中间呢，使用红黑树来保存每一个key value，红黑树中的每一个节点就是它的key，它的value就是8，那么为什么我还需要一个链表呢，是因为这个10m是有限的，但我们的lua代码，涉及到了我们的应用业务代码，应用业务代码，很容易就超过了10m的限制，当我们超过10m的限制了呢，我们有很多种处理办法，比如让它写入失败，但是lua_shared_dict采用了另外一种处理方式，就是它用lru淘汰。也就是最早不用的节点，会被最早淘汰，当已经达到10m的最大值时。所以，这个lua_shared_dict中，它对共享内存的使用，同时满足了红黑树和链表。
共享内存是nginx跨多个worker通讯的最有效的手段，只要我们需要让一段业务逻辑，在多个worker进程中，同时生效，比如许多在集群的流控上，那么必须使用共享内存，而不能在每一个worker内存中去操作。