什么是SAPI,FastCGI,PHP-FPM?学习PHP的必备知识

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一个月前,我想在阿里云 ECS 上部署一个 PHP 接口,发现服务器没有配置 PHP-FPM,所以立刻捣鼓了下,没想到是最后花了一小时才搞定,事后分析了下,就是太急躁了,没有使用正确的方法解决问题。

一个教训:不管遇到任何事情,切记不能着急,仔细查阅文档才是正道。

废话少说,趁着这次机会,我回顾了相关概念,即了解 Nginx、PHP-FPM 是如何协作的,介绍 PHP-FPM 和 PHP 之间的关系,SAPI 和 FastCGI 的区别,理解这些概念对于掌握 PHP 非常重要。

后续我也会针对PHP-FPM的配置做一些简单的分享,比如分析本次遇到的问题以及原因,大家可以持续关注。至于为什么不在一篇文章中全部写完,主要考虑到干巴巴罗列知识点,效果可能会比较差,针对特定问题描述的话,读者印象会更深刻。

1:什么是 SAPI

Server Application Programming Interface (SAPI) 是应用程序接口,对于 PHP 语言来说,它提供了很多 SAPI 接口,有了 SAPI,PHP 才有实际的用武之处。PHP 中最重要的 SAPI 是 PHP-FPM,提供给 Nginx Web 服务器使用,换句话说,有了应用语言的 SAPI,才能扩展 Web 服务器的功能。

对于 PHP 来说,它有以下一些 SAPI,如图:

图1

上图就是 PHP5 相关的 SAPI,比较熟悉的就是 PHP-FPM,还有命令行的 php-cli,在 windows 下 SAPI 就是 php5apache2.dll。

2:FastCGI

对于 PHP-FPM 来说:

  • 实现了 PHP 解析器
  • 基于 FastCGI 协议,负责和 Web 服务器(Nginx、Apache)通信,那什么是 FastCGI?

FastCGI is a binary protocol for interfacing interactive programs with a web server.

那么我们来理解下 FastCGI 协议,简单说来它就是 Web 服务器和应用(比如 PHP)之间的一个交互标准,一个二进制的协议,有了该协议,Nginx 和 PHP 之间就能够互相通信了,FastCGI 是 CGI 协议的一个升级。

光有 FastCGI 协议没用,基于该协议,必须实现一个 SAPI 接口,PHP-FPM 就是一个 FastCGI 协议的实现,它能够在一组关联的请求中保持一个持久连接(同一个客户请求由同一个 PHP-FPM 子进程处理),这个持久连接是由 PHP-FPM 处理的,而不是由 Web 服务器处理的。

相比于 CGI 实现来说,FastCGI 实现能够减少开销,从而提升 Web 服务器的处理能力。

一个 Web 请求如下图:

图2

Nginx 服务器通过 FastCgi 协议,发送环境变量和 HTTP 数据给 PHP-FPM,Nginx 和 PHP-FPM 之间可以通过 Unix domain socket 和 TCP connection 通信。PHP-FPM 处理请求后,通过相同的连接返回数据给 Nginx。

通过上图也可以看出,Nginx 和 PHP-FPM 是互相隔离的,也是异步处理的,这也正是 Nginx 高效的原因,关于这方面可以通过一些专业文章去了解。Apache 最初使用 mod_php SAPI 处理请求(高度集成),这也是它缓慢的原因,但是现在 Apache 通过 FastCGI 协议也能和 PHP-FPM 通信了。

3:PHP-FPM

PHP-FPM (FastCGI Process Manager) is an alternative FastCGI implementation for PHP。

PHP-FPM 刚才讲了很多了,一方面它基于 FastCGI 协议实现了协议的功能,另外一方面它也集成了 PHP 解析器。

PHP-FPM 由一个主进程和多个子进程组成​,主进程复制与 Web 服务器通信,接收 HTTP 请求,然后分配给子进程处理,子进程主要动态执行 PHP 语言,处理完成后,最终返回给 Web 服务器。

PHP-FPM 有很多优点,比如:

  • 能够动态产生子进程(PHP解析器)。
  • 能够平滑启动子进程。
  • 有独立的 php-fpm.conf 配置文件,它基于 php.ini 配置文件。
  • fastcgi_finish_request() 功能支持,非常有用的特性。

总之,一句话,对于大型的 PHP 网站来说,PHP-FPM 做了足够多的优化。

4:典型的 Nginx 和 PHP-FPM 配置

安装和启动 PHP-FPM 很简单,以 Ubuntu 服务器为例,运行如下命令即可:

$ apt-get install php5-fpm
$ service php5-fpm start

通过 Nginx 配置文件了解 Nginx 和 PHP-FPM 的交互细节:

server {
    listen 80 ;
    server_name  www.simplehttps.com ;
    location ~ \.php$ {
        root           /usr/share/nginx/html;
        #fastcgi_pass   127.0.0.1:9000;
        fastcgi_pass   unix:/var/run/www.simplehttps.com-fpm.sock;
        fastcgi_index  index.php;
        include        fastcgi_params;

        fastcgi_param  SCRIPT_FILENAME    $document_root$fastcgi_script_name;
    }
}

通过配置可以看出:

  • Nginx 可以通过 9000 端口或本地 socket 文件和 PHP-FPM 交互。
  • fastcgi_params 包含了很多 Web 服务器参数,比如 REMOTE_ADDR、QUERY_STRING 等等。

最后看下 PHP-FPM 文件结构,如图:

图3
  • conf.d:一些 php 通用扩展配置文件。(属于 PHP 的部分)
  • php.ini:PHP 核心配置文件。(属于 PHP 的部分)
  • php-fpm.conf:fpm 的主配置文件,主要是 PHP-FPM 主进程使用。
  • pool.d:该目录下加载的配置文件类似于 Web 服务器中的虚拟主机配置,由 PHP-FPM 子进程处理。

关于 php-fpm.conf 和 pool.d 多说几句:

(1)php-fpm.conf 是 PHP-FPM 的主配置文件,都是全局性配置,但配置项较少,比如包含 pid、error_log、events.mechanism 等参数,理解起来很简单。

(2)pool.d 目录可以包含多个虚拟主机配置文件,由 php-fpm.conf 负责加载。

比如我一台机器上 Nginx 配置了两个虚拟主机,分别是 www.simplehttps.comblog.simplehttps.com。这两个虚拟主机可以加载不同的 PHP-FPM,比如 www.simplehttps.com-fpm.sockblog.simplehttps.com-fpm.sock,那么这两个 PHP-FPM 可以使用不同的配置文件(保存在 pool.d 目录下),配置文件里面的参数可以自由调整,以后我会写文章详细介绍。

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