CGI、FastCGI和PHP-FPM的关系

在搭建LNMP服务器时，我们经常会看到CGI、FastCGI、PHP-FPM这些名词，如果只是知道这些名词，而不知道其在整个LNMP架构中所处的位置及作用，很难了解一个请求在后端的数据流向。

背景

在整个网站架构中，Web Server（如Apache）只是内容的分发者。如果客户端请求的是 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。

如果请求的是 index.php，根据配置文件，Web Server知道这个不是静态文件，需要去找 PHP 解析器来处理，那么它会把这个请求简单处理，然后交给PHP解析器。

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.ini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。

在上面流程中涉及到了Web Server是指像Apache、Nginx、Lighttpd、IIS等服务器；Web Application指PHP、Java、Asp.net等应用程序。下面来说说CGI、PHP-CGI、FastCGI和PHP-FPM的关系。

CGI

CGI（Common Gateway Interface) ，通用网关接口，是指Web Server和Web Application之间数据交换的一种协议，注意它是一种协议，跟语言没有关系。CGI应用程序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。如php、perl、python等。

也就是说，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进行处理（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，这就是普通cgi的工作原理。

CGI的好处就是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两者的关联，使他们变得更独立。

但是CGI有个致命的缺点，就是每一次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，在高并发下，系统资源大量消耗在进程的创建和销毁上。为了解决这个问题便出现了FastCGI。

FastCGI

FastCGI，是Web Server和Web Application进行数据交互的一种二进制协议。注意，它仍然是一种协议，和CGI不同的是，它的主要目的是为了降低Web Server和Web Application交互的的负载，提升单位时间内请求的吞吐量。

不同于CGI每个请求都创建一个新的进程，FastCGI使用常驻进程处理一系列请求。FastCGI接口采用C/S架构，这些常驻进程由FastCGI Server管理，而不是Web Server。当一个请求到来的时候，Web Server将环境变量和页面信息通过进程间通信（Unix域socket, 命名管道, 或TCP）发送给FastCGI进程，FastCGI进程处理完后将结果返回给Web Server，Web Server再返回给客户端，一个请求结束后，Web Server和FastCGI进程都没有退出。对于php的FastCGI实现，一个请求的交互如下所示：

对于PHP，相较于CGI，FastCGI只需要在进程启动时初始化cgi解释器进程，所以在处理请求时，不会再创建和销毁进程上耗费资源，由于会常驻进程，它将比CGI消耗更多的服务器内存。

PHP-CGI是PHP实现的自带的FastCGI管理器（官方发布的名字是php-cgi，感觉应该叫php-fcgi），虽然是官方提供，但有两个比较严重的问题：

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。
直接杀死php-cgi进程，php就不能运行了。

于是PHP-FPM出现了。

PHP-FPM

PHP-FPM（PHP FastCGI Process Manager）是用于调度管理PHP解析器php-cgi的管理程序。PHP-FPM成功解决了上面两个问题，并提供了更丰富的特性。从PHP 5.3.3及之后的版本，官方已经将PHP-FPM集成在PHP中。

总结

CGI 和 FastCGI 是一种协议和 HTTP 协议一样位于应用层，与语言无关；
PHP-FPM 是一种 FastCGI 协议的实现，管理多个php-cgi进程。

CGI、FastCGI和PHP-FPM的关系

背景

CGI

FastCGI

PHP-FPM

总结

更多参考