1、什么是CGI
CGI是Common Gateway Interface(公共网关接口)的缩写,它有什么用呢?我们知道浏览器访问一个含有动态数据的页面,浏览器使用HTTP协议发送请求。数据包经过路由器和交换机,到达目标web服务器,web服务器收到这个请求,需要和PHP通信,才能拿到含有动态数据的页面。为什么要通信?因为他们语言不通(nginx等web服务器和php语言和语法不一样,没法直接沟通)
那么,要怎么通信呢?最早是用CGI协议来通信。通过CGI协议,nginx能够将HTTP请求转化为PHP可以理解的语言(uri,post数据和get的数据,HTTP header等数据)。CGI规定了要传哪些数据、以什么样的格式传递给后方处理。
1、传统的使用CGI协议的工作方式
web服务器本身只是内容的分发者,比如请求/index.html,web服务器就会去寻找这个文件,然后返回给浏览器,这里指的只是静态文件。如果是请求/index.php会怎么样?web服务器知道这不是个静态资源,需要解析后再返回给浏览器,于是web服务器就启动一个php解释器进程,这个解释器实现了CGI协议,能够完成和后端语言PHP的沟通,PHP把该返回的动态数据还给web服务器,然后web服务器再发给浏览器。
2、传统的CGI协议的弊端
为什么传统的CGI工作方式会有弊端?因为每请求一个PHP脚本,web服务器就得为一个请求开启一个PHP解释器(早期是php-cgi)进程来完成解析。这意味着:每来一个请求,解释器就得初始化php.ini并加载php扩展,等环境初始化完了,再解析,解析完成后进程自动结束(即fork-and-execute模式)。
所以用cgi方式的服务器有多少连接请求就会有多少cgi子进程,子进程反复加载是cgi性能低下的主要原因。都会当用户请求数量非常多时,会大量挤占系统的资源如内 存,CPU时间等,造成效能低下。
2、什么是fastCGI
fastCGI,通俗的翻译为快速的CGI。FastCGI,顾名思义为更快的 CGI,它允许在一个进程内处理多个请求,而不是一个请求处理完毕就直接结束进程,web服务器性能上有了很大的提高。
1、关于php-fpm
php-fpm,即专门为php打造的fastCGI process manager(PHP的fastCGI管理器)。nginx使用这些php-fpm进程来和PHP进行通信,你可以理解把php-fpm理解为php解释器。
和传统的php-cgi的解释器不同,php-fpm实现了fastCGI协议,而且还新增了不少特性。比如php-fpm能够平滑重启php环境配置:我们知道在修改了php.ini之后,wamp和phpstudy需要重启服务器才能重新加载php.ini里的内容。如果是php-fpm,则不用重启web服务器,原先正在工作的php-fpm继续工作,等原先工作的php-fpm完成自己的工作后,就结束掉自己。新增加的php-fpm就使用修改后的php.ini即可。
2、实现了fastCGI的工作方式
实现了fastCGI协议的nginx,第一次启动时,会启动一个php-fpm的master进程,该master进程初始化环境后,启动多个worker进程(即php-fpm进程池中的php-fpm),如下图:
当请求发来后,master进程把请求分发到进程池中的php-fpm,分发完后,就可以接下一个请求了,避免了重复劳动(重复加载php.ini初始化环境),效率自然提升了。当请求多的时候,master会启动更多的php-fpm子进程,当请求少的时候,master也会停掉一些子进程。既提高了性能,也节省资源。
当然,当php-fpm设定的上限,不足以支持更高的并发请求时,nginx只能返回502错误了,因为没有更多的php-fpm进程可用了。
在这种协议下,php-fpm成为了和PHP沟通的PHP解释器。
3、nginx是如何和php-fpm进程交流的
到目前为止,我们知道了实现了fastCGI的php-fpm是如何工作的,但是nginx是怎么启动php-fpm进程的呢?
Nginx 不仅仅是一个 Web 服务器,也是一个功能强大的 Proxy 服务器,除了进行 http 请求的代理,也可以进行许多其他协议请求的代理,包括本文与 fpm 相关的 fastcgi 协议。为了能够使 Nginx 理解 fastcgi 协议,Nginx 提供了 fastcgi 模块来将 http 请求映射为对应的 fastcgi 请求。
下面是一个nginx的配置文件,用来把nginx中的变量,解释为PHP能够理解的变量:
下面是nginx把php请求交给fastCGI模块来处理的配置(在nginx.conf中可以查到此项配置)
在这个配置文件中,我们新建了一个虚拟主机,监听在 80 端口,Web 根目录为 /home/rf/projects/wordpress。通过location配置,我们把所有.php文件的处理,交给了fastCGI模块。之后就是fastCGI模块启动php-fpm(实现fastCGI模块),并通过php-fpm来解释动态请求。
下面是我总结的一个流程图,如果有不正确的地方,欢迎指正。