CGI、FastCGI和PHP-FPM之间的千丝万缕

一.前期知识储备

1.处理静态文件的时候的结构图

在整个网站架构中,Web Server(如Apache)只是内容的分发者。

比如:客户端请求的是 index.html,那么Web Server会去文件系统中找到这个文件,发送给浏览器,这里分发的是静态数据

处理静态文件的时候的结构图

2.处理动态页面:

处理动态页面

当Web Server收到 index.php 这个请求后,会启动对应的 CGI 程序,这里就是PHP的解析器。接下来PHP解析器会解析php文件,初始化执行环境,然后处理请求,再以规定CGI规定的格式返回处理后的结果,退出进程,Web server再把结果返回给浏览器。这就是一个完整的动态PHP Web访问流程

3.相关的概念:

CGI:是 Web Server 与 Web Application 之间数据交换的一种协议。

FastCGI:同 CGI,是一种通信协议,但比 CGI 在效率上做了一些优化。同样,SCGI 协议与 FastCGI 类似。

PHP-CGI:是 PHP (Web Application)对 Web Server 提供的 CGI 协议的接口程序。

PHP-FPM:是 PHP(Web Application)对 Web Server 提供的 FastCGI 协议的接口程序,额外还提供了相对智能一些任务管理。

WEB 中,

Web Server 一般指Apache、Nginx、IIS、Lighttpd、Tomcat等服务器

Web Application 一般指PHP、Java、Asp.net等应用程序

二.apache的module方式处理php请求(最原始的处理php请求)

1.apache中的httpd.conf配置文件中的内容:

LoadModule php5_module modules/libphp5.so

把php作为apache的一个子模块来运行。当通过web访问php文件时,apache就会调用php5_module来解析php代码.

2.apache与php与sapi之间的关系:

apache与php与sapi之间的关系

sapi就是一个中间过程,SAPI提供了一个和外部通信的接口,有点类似于socket,使得PHP可以和其他应用进行交互数据(apache,nginx等)。php默认提供了很多种SAPI,常见的提供给apache和nginx的php5_module、CGI、FastCGI,给IIS的ISAPI,以及Shell的CLI

apache调用php执行的过程如下:apache -> httpd -> php5_module -> sapi -> php

三.CGI的简单介绍

CGI(Common Gateway Interface)全称是“通用网关接口”,WEB 服务器与PHP应用进行“交谈”的一种工具,其程序须运行在网络服务器上。CGI可以用任何一种语言编写,只要这种语言具有标准输入、输出和环境变量

1. CGI工作原理:

CGI就是专门用来和 web 服务器打交道的。web服务器收到用户请求,就会把请求提交给cgi程序(如php-cgi),cgi程序根据请求提交的参数作应处理(解析php),然后输出标准的html语句,返回给web服服务器,WEB服务器再返回给客户端

2.CGI的好处:

完全独立于任何服务器,仅仅是做为中间分子。提供接口给apache和php。他们通过cgi搭线来完成数据传递。这样做的好处了尽量减少2个的关联,使他们2变得更独立

3.缺点:

每一次web请求都会有启动和退出过程,也就是最为人诟病的fork-and-execute模式,这样一在大规模并发下,就死翘翘了.

四.FastCGI的简单介绍

FastCGI像是一个常驻(long-live)型的CGI,它可以一直执行着,只要激活后,不会每次都要花费时间去fork一次。它还支持分布式的运算, 即 FastCGI 程序可以在网站服务器以外的主机上执行,并且接受来自其它网站服务器来的请求

FastCGI是语言无关的、可伸缩架构的CGI开放扩展,其主要行为是将CGI解释器进程保持在内存中,并因此获得较高的性能

1.FastCGI的工作原理

FastCGI接口方式采用C/S结构,可以将HTTP服务器和脚本解析服务器分开,同时在脚本解析服务器上启动一个或者多个脚本解析守护进程。当HTTP服务器每次遇到动态程序时,可以将其直接交付给FastCGI进程来执行,然后将得到的结果返回给浏览器。

这种方式可以让HTTP服务器专一地处理静态请求,或者将动态脚本服务器的结果返回给客户端,这在很大程度上提高了整个应用系统的性能

fastcgi结构图

PHP-CGI就是PHP实现的自带的FastCGI管理器.

处理过程:

1)Web Server启动时载入FastCGI进程管理器(Apache Module或IIS ISAPI等)

2)FastCGI进程管理器自身初始化,启动多个CGI解释器进程(可建多个php-cgi),并等待来自Web Server的连接。

3)当客户端请求到达Web Server时,FastCGI进程管理器选择并连接到一个CGI解释器。Web server将CGI环境变量和标准输入发送到FastCGI子进程php-cgi。

4)FastCGI子进程完成处理后,将标准输出和错误信息从同一连接返回Web Server。当FastCGI子进程关闭连接时,请求便告处理完成。FastCGI子进程接着等待,并处理来自FastCGI进程管理器(运行在Web Server中)的下一个连接。 在CGI模式中,php-cgi在此便退出了。

2.fastcgi优点:

1)对于CGI来说,每一个Web请求PHP都必须重新解析php.ini、重新载入全部扩展,并重新初始化全部数据结构。而使用FastCGI,所有这些都只在进程启动时发生一次。一个额外的好处是,持续数据库连接(Persistent database connection)可以工作

3.fastcgi的缺点:

由于FastCGI是多进程,所以比CGI多线程消耗更多的服务器内存,php-cgi解释器每进程消耗7至25兆内存,将这个数字乘以50或100就是很大的内存数

五.PHP-FPM的简单介绍

1.php-cgi的介绍

PHP-CGI就是PHP实现的自带的FastCGI管理器。 

但是他的缺点有点致命:

1)php-cgi变更php.ini配置后,需重启php-cgi才能让新的php-ini生效,不可以平滑重启。

2)直接杀死php-cgi进程,php就不能运行了。

上面2个问题,一直让很多人病垢了很久,所以很多人一直还是在用 Module 方式。

为了解决上面的问题,php-FPM出来了

2.php-FPM的简单介绍

这是一个PHP专用的 fastcgi 管理器,它很爽的克服了上面2个问题,而且,还表现在其他方面更表现强劲。

PHP-FPM 是对于 FastCGI 协议的问题解决的方案,它负责管理一个进程池,来处理来自Web服务器的请求。目前,PHP5.3版本之后,PHP-FPM是内置于PHP的

因为PHP-CGI只是个CGI程序,它本身只能解析请求,返回结果,不会进程管理。所以就出现了一些能够调度 php-cgi 进程的程序,比如说由lighthttpd分离出来的spawn-fcgi。同样,PHP-FPM也是用于调度管理PHP解析器php-cgi的管理程序。

PHP-FPM通过生成新的子进程可以实现php.ini修改后的平滑重启

六.技术升级:

技术升级
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