PHP運行模式

PHP運行模式

概述

PHP運行模式，就是PHP的執行方式，一種是獨立的可執行程序(一般是exe程序)，一種是以模塊的形式嵌入到服務器程序裏運行(一般是DLL程序)。

技術

獨立執行，用到的是CGI(Common Gateway Interface，通用網關接口)技術；而另一種，在IIS裏被稱爲ISAPI(Internet Server Application Programming Interface，因特網服務器應用程序接口)，Apache裏則被稱爲Module(模塊)，比較通俗一點。一般來說，技術的執行就叫作模式，CGI是一種技術也是一種模式。

IIS: CGI/ISAPI
Apache: CGI/Module

兩種方法的區別

在CGI模式下，當收到一個匹配URL的請求，相應的程序就會被調用，並將客戶端發送的數據做爲輸入；
而在模塊化(DLL)中，PHP是與Web服務器一塊兒啓動並運行的；
在CGI中，執行程序與服務器程序各自獨立，當執行程序出現錯誤時，服務器程序不會受到影響，但會佔用更多的資源。
因此，CGI比DLL有更好的穩定性和安全性，而DLL則有更好的執行效率和速度。

FastCGI

FastCGI的引入就是爲了解決CGI的性能問題，嚴格來講，FastCGI也是CGI的一種，它在保留CGI的穩定性的同時，結合了DLL的優勢。

FastCGI是語言無關的、可伸縮架構的CGI開放擴展，其主要行爲是將CGI解釋器進程保持在內存中並所以得到較高的性能。衆所周知，CGI解釋器的反覆加載是CGI性能低下的主要緣由，若是CGI解釋器保持在內存中並接受FastCGI進程管理器調度，則能夠提供良好的性能、伸縮性、Fail-Over特性等等。

普通cgi的工做流程：
web server收到用戶請求，並把請求提交給cgi程序，cgi程序根據請求提交的參數做相應處理，而後輸出標準的html語句返回給web server，web server再返回給客戶端，這就是普通cgi的工做原理。

從上面看，cgi所要實現的不過是動態網頁而已，這種處理方式的特色就是每接到一個請求，web server都要fork出一個單獨的cgi程序的進程來處理，這種方式的好處是把web server和具體的程序處理獨立開來，結構清晰，可控性強，同時缺點就是若是在高訪問需求的狀況下，cgi的進程fork就會成爲很大的服務器負擔，想 象一下數百個併發請求致使服務器fork出數百個進程就明白了。這也是爲何cgi一直揹負性能低下，高資源消耗的惡名的緣由。

相應的有問題就有解決方案，目前流行的方案就是使用模塊設計，基本上目前的web server都有相應的模塊機制來擴充它的功能， 只要按照其設計規範設計出來的模塊，就能插入到web server自身的進程處理，所以性能有很大改觀，例如IIS的isapi，apache的dso。可是，這種方法也不是沒有缺點的，例如對於不一樣的 web server，要按照不一樣標準開發，沒法作到webserver無關性；例如這將輸入驗證的工做轉交給了web server，沒辦法自由處理；例如一旦出現問題將影響整個web server處理流程；例如插入web server進程致使的沒法以多用戶標示運行，沒法處理虛擬主機權限等。

所幸咱們還有另外的選擇，這就是fastcgi。fastcgi是基於cgi架構的擴展，他的核心思想就是在web server和具體cgi程序之間創建一個智能的可持續的中間層，統管cgi程序的運行，這樣web server只須要將請求提交給這個層，這個層再派生出幾個可複用的cgi程序實例，而後再把請求分發給這些實例，這些實例是可控的，可持續，可複用的， 所以一方面避免了進程反覆fork，另外一方面又能夠經過中間層的控制和探測機制來監視這些實例的運行狀況，根據不一樣的情況fork或者回收實例，達到靈活 性和穩定性兼得的目的。

有人曾經作過測試，使用cgi方式運行php效率最差，mod_php方式性能很是不錯，幾乎是cgi方式的50倍，可是沒法保證虛擬主機站點的安全性隔離，而fastcgi性能則基本和mod_php至關，這仍是在使用了suexec切換虛擬主機站點運行用戶的狀況下的結果。

爲何要使用FastCGI，而不是多線程CGI解釋器？

這可能出於多方面的考慮，例如：

一、你不管如何也不能在windows平臺上穩定的使用多線程CGI解釋器，不管是IIS ISAPI方式仍是APACHE Module方式，它們老是運行一段時間就崩潰了。奇怪麼？可是確實存在這樣的狀況！
固然，也有不少時候你可以穩定的使用多線程CGI解釋器，可是，你有可能發現網頁有時候會出現錯誤，不管如何也找不到緣由，而換用FastCGI方式時這種錯誤的機率會大大的下降。我也不清楚這是爲何，我想獨立地址空間的CGI解釋器可能終究比共享地址空間的形式來得穩定一點點。

二、性能！性能？可能麼，難道FastCGI比多線程CGI解釋器更快？但有時候確實是這樣，只有測試一下你的網站，才能最後下結論。緣由嘛，我以爲很難講，但有資料說在Zend WinEnabler的時代，Zend原來也是建議在Windows平臺下使用FastCGI而不是IIS ISAPI或Apache Module，不過如今Zend已經不作這個產品了。

不使用FastCGI的理由

一、多進程比多線程消耗更多的服務器內存，php-cgi.exe解釋器每進程消耗7至25兆內存，將這個數字乘以50或100試試。

二、性能。確實有時候多線程CGI解釋器更快，呵呵，並且有時候，它也很穩定。

 

PHP運行模式有4鍾：

1）cgi 通用網關接口（Common Gateway Interface)）
2） fast-cgi 常駐 (long-live) 型的 CGI
3） cli  命令行運行   （Command Line Interface）
4）web模塊模式 （apache等web服務器運行的模塊模式）

 

1.  CGI（Common Gateway Interface）

 

         CGI即通用網關接口(Common Gateway Interface)，它是一段程序, 通俗的講CGI就象是一座橋，把網頁和WEB服務器中的執行程序鏈接起來，它把HTML接收的指令傳遞給服務器的執行程序，再把服務器執行程序的結果返還給HTML頁。CGI 的跨平臺性能極佳，幾乎能夠在任何操做系統上實現。 CGI已是比較老的模式了，這幾年都不多用了。
         每有一個用戶請求，都會先要建立cgi的子進程，而後處理請求，處理完後結束這個子進程，這就是fork-and-execute模式。 當用戶請求數量很是多時，會大量擠佔系統的資源如內存，CPU時間等，形成效能低下。因此用cgi方式的服務器有多少鏈接請求就會有多少cgi子進程，子進程反覆加載是cgi性能低下的主要緣由。
         若是不想把 PHP 嵌入到服務器端軟件（如 Apache）做爲一個模塊安裝的話，能夠選擇以 CGI 的模式安裝。或者把 PHP 用於不一樣的 CGI 封裝以便爲代碼建立安全的 chroot 和 setuid 環境。這樣每一個客戶機請求一個php文件，Web服務器就調用php.exe（win下是php.exe,linux是php）去解釋這個文件，而後再把解釋的結果以網頁的形式返回給客戶機。 這種安裝方式一般會把 PHP 的可執行文件安裝到 web 服務器的 cgi-bin 目錄。CERT 建議書 CA-96.11 建議不要把任何的解釋器放到 cgi-bin 目錄。

         這種方式的好處是把web server和具體的程序處理獨立開來，結構清晰，可控性強，同時缺點就是若是在高訪問需求的狀況下，cgi的進程fork就會成爲很大的服務器負擔，想 象一下數百個併發請求致使服務器fork出數百個進程就明白了。這也是爲何cgi一直揹負性能低下，高資源消耗的惡名的緣由。

        CGI模式安裝：

     CGI已是比較老的模式了，這幾年都不多用了,因此咱們只是爲了測試。

     安裝CGI模式須要註釋掉

     LoadModule php5_module modules/libphp5.so 這行。若是不註釋這行會一直走到handler模式。也就是模塊模式。

     而後在httpd.conf增長action：

     Action application/x-httpd-php /cgi-bin/

     若是在/cgi-bin/目錄找不到php-cgi.可自行從php的bin裏面cp一個。

     而後重啓apache,再打開測試頁面發現Server API變成：CGI/FastCGI。說明成功切換爲cgi模式。

          問題：

1)  若是cgi程序放在/usr/local/httpd/cgi-bin/裏沒法執行，遇到403或500錯誤的話

打開apache錯誤日誌 有以下提示： Permission denied: exec of

能夠檢查cgi程序的屬性，按Linux contexts文件 裏定義的，/usr/local/httpd/cgi-bin/裏必須是httpd_sys_script_exec_t 屬性。  經過ls -Z查看，若是不是則經過以下命令更改：     chcon -t httpd_sys_script_exec_t /var/www/cgi-bin/*.cgi     若是是虛擬主機裏的cgi，則參考問題2使之能正常使用普通的功能後，再經過chcon設置cgi文件的context爲        

httpd_sys_script_exec_t便可。chcon -R -t httpd_sys_script_exec_t cgi-bin/

2) apache錯誤提示：.... malformed header from script. Bad header=

根據提示說明有header有問題，查看文件輸出的第一句話是什麼，應該相似於以下     

Content-type: text/plain; charset=iso-8859-1\n\n     

或者Content-type:text/html\n\n   

注意：聲明好Content-type後要輸出兩個空行。

3）apache錯誤提示： Exec format error

腳本解釋器設置錯誤。腳本第一行應該以'#!解釋器路徑'的形式, 填寫腳本解釋器的路徑，若是是PERL程序，常見的路徑爲:     #!/usr/bin/perl 或 #!/usr/local/bin/perl           若是是PHP程序，不須要填寫解釋器路徑，系統會自動找到PHP。

2.  Fastcgi模式

           fast-cgi 是cgi的升級版本，FastCGI 像是一個常駐 (long-live) 型的 CGI，它能夠一直執行着，只要激活後，不會每次都要花費時間去 fork 一次 (這是 CGI 最爲人詬病的 fork-and-execute 模式)。 
          FastCGI的工做原理是：

(1)、Web Server啓動時載入FastCGI進程管理器【PHP的FastCGI進程管理器是PHP-FPM(php-FastCGI Process Manager)】（IIS ISAPI或Apache Module);

(2)、FastCGI進程管理器自身初始化，啓動多個CGI解釋器進程 (在任務管理器中可見多個php-cgi.exe)並等待來自Web Server的鏈接。

(3)、當客戶端請求到達Web Server時，FastCGI進程管理器選擇並鏈接到一個CGI解釋器。Web server將CGI環境變量和標準輸入發送到FastCGI子進程php-cgi。

(4)、FastCGI子進程完成處理後將標準輸出和錯誤信息從同一鏈接返回Web Server。當FastCGI子進程關閉鏈接時，請求便告處理完成。FastCGI子進程接着等待並處理來自FastCGI進程管理器（運行在 WebServer中）的下一個鏈接。在正常的CGI模式中，php-cgi.exe在此便退出了。

在CGI模式中，你能夠想象 CGI一般有多慢。每個Web請求PHP都必須從新解析php.ini、從新載入所有dll擴展並重初始化所有數據結構。使用FastCGI，全部這些都只在進程啓動時發生一次。一個額外的好處是，持續數據庫鏈接(Persistent database connection)能夠工做。

 

Fastcgi的優勢：

1）從穩定性上看, fastcgi是以獨立的進程池運行來cgi,單獨一個進程死掉,系統能夠很輕易的丟棄,而後從新分 配新的進程來運行邏輯.

2）從安全性上看,Fastcgi支持分佈式運算. fastcgi和宿主的server徹底獨立, fastcgi怎麼down也不會把server搞垮.

3）從性能上看, fastcgi把動態邏輯的處理從server中分離出來, 大負荷的IO處理仍是留給宿主server, 這樣宿主server能夠一心一意做IO,對於一個普通的動態網頁來講, 邏輯處理可能只有一小部分, 大量的圖片等靜態 

FastCGI缺點：說完了好處，也來講說缺點。從個人實際使用來看，用FastCGI模式更適合生產環境的服務器。但對於開發用機器來講就不太合適。由於當使用 Zend Studio調試程序時，因爲 FastCGI會認爲 PHP進程超時，從而在頁面返回 500錯誤。這一點讓人很是惱火，因此我在開發機器上仍是換回了 ISAPI模式。

安裝fastcgi模式：

安裝apache路徑是/usr/local/httpd/

安裝php路徑是/usr/local/php/

1）安裝mod_fastcgi

wget http://www.fastcgi.com/dist/mod_fastcgi-2.4.6.tar.gz

tar zxvf mod_fastcgi-2.4.6.tar.gz

cd mod_fastcgi-2.4.6

cp Makefile.AP2 Makefile

vi Makefile，編輯top_dir = /usr/local/httpd

make

make install

安裝完後，

/usr/local/httpd/modules/多出一個文件： mod_fcgid.so

2）從新編譯php

./configure --prefix=/usr/local/php --enable-fastcgi --enable-force-cgi-redirect --disable-cli

make 

make install

這樣編譯後，在PHP的bin目錄下的php-cgi就是fastcgi模式的php解釋器了

安裝成功後,執行

php -v 輸出

PHP 5.3.2 (cgi-fcgi).

這裏輸出帶了cgi-fcgi

注意：

1. 編譯參數不能加 –with-apxs=/usr/local/httpd/bin/apxs 不然安裝出來的php執行文件是cli模式的

2  若是編譯時不加--disable-cli則輸出 PHP 5.3.2(cli)

 

3)配置apache

須要配置apache來以fastcgi模式運行php程序

vi httpd.conf

咱們使用虛擬機的方式實現：

 

#加載fastcgi模塊

LoadModule fastcgi_module     modules/mod_fastcgi.so

#//以靜態方式執行fastcgi 啓動了10進程

FastCgiServer /usr/local/php/bin/php-cgi  -processes 10 -idle-timeout 150 -pass-header HTTP_AUTHORIZATION

<VirtualHost *:80>

     #

     DocumentRoot   /usr/local/httpd/fcgi-bin   

     ServerName www.fastcgitest.com

     

     ScriptAlias /fcgi-bin/   /usr/local/php/bin/   #定義目錄映射 /fcgi-bin/ 代替 /usr/local/php/bin/

     Options +ExecCGI

     AddHandler fastcgi-script .php .fcgi         #.php結尾的請求都要用php-fastcgi來處理  

     AddType application/x-httpd-php .php     #增長MIME類型

     Action application/x-httpd-php /fcgi-bin/php-cgi  #設置php-fastcgi的處理器： /usr/local/php/bin/php-cgi

 

 <Directory /usr/local/httpd/fcgi-bin/>

      Options Indexes ExecCGI

      Order allow,deny

      allow from all

 </Directory>

</VirtualHost>

 

或者

<IfModule mod_fastcgi>ScriptAlias /fcgi-bin/ "/usr/local/php/bin" #定義目錄映射FastCgiServer /usr/local/php/bin/php-cgi   -processes 10 #配置fastcgi server，<Directory "/usr/local/httpd/fcgi-bin/">SetHandler fastcgi-scriptOptions FollowSymLinksOrder allow,denyAllow from all</Directory>AddType application/x-httpd-php .php&nbsp; #增長MIME類型AddHandler php-fastcgi .php   #.php結尾的請求都要用php-fastcgi來處理Action php-fastcgi /fcgi-bin/php-cgi #設置php-fastcgi的處理器

</IfModule>

 

4）.restart 下apache,查看phpinfo，若是服務器信息是：

Apache/2.2.11 (Unix) mod_fastcgi/2.4.6之類的就說明安裝成功了。

若是出現403的錯誤，查看下/usr/local/httpd/fcgi-bin/是否有足夠的權限。

或者

<Directory />

    Options FollowSymLinks

    AllowOverride None

    Order deny,allow

    Deny from all

</Directory>

改成：

<Directory />

    Options FollowSymLinks

    AllowOverride None

Order allow,deny

Allow from all

</Directory>

就能夠了。

ps -ef|grep  php-cgi能夠看見10個fastcgi進程在跑。

3.   CLI模式

cli是php的命令行運行模式，你們常常會使用它，可是可能並無注意到（例如：咱們在linux下常用 "php -m"查找PHP安裝了那些擴展就是PHP命令行運行模式；有興趣的同窗能夠輸入php -h去深刻研究該運行模式）

 

1.讓 PHP 運行指定文件。

php script.php

php -f script.php

以上兩種方法（使用或不使用 -f 參數）都可以運行腳本的script.php。您能夠選擇任何文件來運行，您指定的 PHP 腳本並不是必需要以 .php 爲擴展名，它們能夠有任意的文件名和擴展名。

2.在命令行直接運行 PHP 代碼。

php -r "print_r(get_defined_constants());"

在使用這種方法時，請您注意外殼變量的替代及引號的使用。

注: 請仔細閱讀以上範例，在運行代碼時沒有開始和結束的標記符！加上 -r 參數後，這些標記符是不須要的，加上它們會致使語法錯誤。

3.經過標準輸入（stdin）提供須要運行的 PHP 代碼。

以上用法給咱們提供了很是強大的功能，使得咱們能夠以下範例所示，動態地生成 PHP 代碼並經過命令行運行這些代碼：

$ some_application | some_filter | php | sort -u >final_output.txt

 

4. 模塊模式

           模塊模式是以mod_php5模塊的形式集成，此時mod_php5模塊的做用是接收Apache傳遞過來的PHP文件請求，並處理這些請求，而後將處理後的結果返回給Apache。若是咱們在Apache啓動前在其配置文件中配置好了PHP模塊（mod_php5）， PHP模塊經過註冊apache2的ap_hook_post_config掛鉤，在Apache啓動的時候啓動此模塊以接受PHP文件的請求。

         除了這種啓動時的加載方式，Apache的模塊能夠在運行的時候動態裝載，這意味着對服務器能夠進行功能擴展而不須要從新對源代碼進行編譯，甚至根本不須要中止服務器。咱們所須要作的僅僅是給服務器發送信號HUP或者AP_SIG_GRACEFUL通知服務器從新載入模塊。可是在動態加載以前，咱們須要將模塊編譯成爲動態連接庫。此時的動態加載就是加載動態連接庫。 Apache中對動態連接庫的處理是經過模塊mod_so來完成的，所以mod_so模塊不能被動態加載，它只能被靜態編譯進Apache的核心。這意味着它是隨着Apache一塊兒啓動的。

        Apache是如何加載模塊的呢？咱們之前面提到的mod_php5模塊爲例。首先咱們須要在Apache的配置文件httpd.conf中添加一行：

該運行模式是咱們之前在windows環境下使用apache服務器常用的，而在模塊化(DLL)中，PHP是與Web服務器一塊兒啓動並運行的。（是apache在CGI的基礎上進行的一種擴展，加快PHP的運行效率）

LoadModule php5_module modules/mod_php5.so

這裏咱們使用了LoadModule命令，該命令的第一個參數是模塊的名稱，名稱能夠在模塊實現的源碼中找到。第二個選項是該模塊所處的路徑。若是須要在服務器運行時加載模塊，能夠經過發送信號HUP或者AP_SIG_GRACEFUL給服務器，一旦接受到該信號，Apache將從新裝載模塊，而不須要從新啓動服務器。

 

6.  php在Nginx中運行模式（Nginx+ PHP-FPM）

使用FastCGI方式如今常見的有兩種stack：ligthttpd+spawn-fcgi;另一種是nginx+PHP-FPM(也能夠用spawn-fcgi)。

A、如上面所說該兩種結構都採用FastCGI對PHP支持，所以HTTPServer徹底解放出來，能夠更好地進行響應和併發處理。所以lighttpd和nginx都有small, but powerful和efficient的美譽。

B、該二者還能夠分出一個好壞來，spawn-fcgi因爲是lighttpd的一部分，所以安裝了lighttpd通常就會使用spawn-fcgi對php支持，可是目前有用戶說ligttpd的spwan-fcgi在高併發訪問的時候，會出現上面說的內存泄漏甚至自動重啓fastcgi。即：PHP腳本處理器當機，這個時候若是用戶訪問的話，可能就會出現白頁(即PHP不能被解析或者出錯)。

另外一個：首先nginx不像lighttpd自己含帶了fastcgi(spawn-fcgi)，所以它徹底是輕量級的，必須藉助第三方的FastCGI處理器才能夠對PHP進行解析，所以其實這樣看來nginx是很是靈活的，它能夠和任何第三方提供解析的處理器實現鏈接從而實現對PHP的解析(在nginx.conf中很容易設置)。nginx可使用spwan-fcgi(須要一同安裝lighttpd，可是須要爲nginx避開端口，一些較早的blog有這方面安裝的教程)，可是因爲spawn-fcgi具備上面所述的用戶逐漸發現的缺陷，如今慢慢減小使用nginx+spawn-fcgi組合了。

C、因爲spawn-fcgi的缺陷，如今出現了新的第三方(目前仍是，據說正在努力不久未來加入到PHP core中)的PHP的FastCGI處理器，叫作PHP-FPM(具體能夠google)。它和spawn-fcgi比較起來有以下優勢：

因爲它是做爲PHP的patch補丁來開發的，安裝的時候須要和php源碼一塊兒編譯，也就是說編譯到php core中了，所以在性能方面要優秀一些；

同時它在處理高併發方面也優於spawn-fcgi，至少不會自動重啓fastcgi處理器。具體採用的算法和設計能夠google瞭解。

所以，如上所說因爲nginx的輕量和靈活性，所以目前性能優越，愈來愈多人逐漸使用這個組合：nginx+PHP/PHP-FPM

 

 

6.  總結

 

目前在

HTTPServer這塊基本能夠看到有三種stack比較流行：

（1）Apache+mod_php5

（2）lighttp+spawn-fcgi

（3）nginx+PHP-FPM

三者後二者性能可能稍優，可是Apache因爲有豐富的模塊和功能，目前來講仍舊是老大。有人測試nginx+PHP-FPM在高併發狀況下可能會達到Apache+mod_php5的5~10倍，如今nginx+PHP-FPM使用的人愈來愈多。