PHP-FPM、CGI、FastCGI以及Nginx運行PHP的原理簡述

幾點明悟：

（1）Nginx和PHP能夠分別安裝在不一樣機器上：由於Nginx與PHP是隔離開的，Nginx只是將請求轉發給PHP引擎

（2）Apache和PHP必須安裝在同一臺機器上：由於Apache將PHP做爲本身的程序模塊來運行，PHP成爲了Apache程序的一部分

 

什麼是CGI?

CGI（Common Gateway Interface），公共網關接口，它是Web服務器與外部應用程序（CGI程序）之間傳遞信息的接口標準。經過CGI接口，Web服務器就可以獲取客戶端提交的信息，並轉交給服務器端的CGI程序處理，最後返回結果給客戶端。
也就是說，CGI其實是一個接口標準。咱們一般所說的CGI是指CGI程序，即實現了CGI接口標準的程序。
只要某種語言具備標準輸入、輸出和環境變量，如perl、php、C等，就能夠用來編寫CGI程序。

CGI程序的工做方式：
Web服務器通常只處理靜態文件請求（如 jpg、htm、html），若是碰到一個動態腳本請求（如php），web服務器主進程，就fork出一個新的進程來啓動CGI程序，也就是說將動態腳本請求交給CGI程序來處理。啓動CGI程序須要一個過程，好比，讀取配置文件，加載擴展等。CGI程序啓動後，就會解析動態腳本，而後將結果返回給Web服務器，最後Web服務器再將結果返回給客戶端，剛纔fork的進程也會隨之關閉。
這樣，每次用戶請求動態腳本，Web服務器都要從新fork一個新進程，去啓動CGI程序，由CGI程序來處理動態腳本，處理完後進程隨之關閉。
這種工做方式的效率是很是低下的。

PHP 解釋器是否嵌入 Web 服務器進程內部執行

後來，出現了一種比較高效的方式：Web服務器內置模塊。例如，apache的mod_php模塊。將php解釋器作成模塊，而後加載到apache服務器中。
這樣，apache服務器在啓動的時候，就會同時啓動php模塊。當客戶端請求php文件時，apache服務器就不用再fork出一個新進程來啓動php解釋器，而是直接將php文件交給運行中的php模塊處理。顯然，這種方式下，效率會比較高。
因爲在apache服務器啓動時，纔會讀取php的配置文件，加載php模塊，在apache的運行過程當中。不會再從新讀取php的配置文件。因此，每次咱們修改了php的配置文件後，必須重啓apache，新的php配置文件纔會生效。
mod_php 經過嵌入 PHP 解釋器到 Apache 進程中，只能與 Apache 配合使用，而 cgi 和 fast-cgi 以獨立的進程的形式出現，只要對應的Ｗeb服務器實現 cgi 或者 fast-cgi 協議，就可以處理 PHP 請求。mod_php 這種嵌入的方式最大的弊端就是內存佔用大，不管是否用到 PHP 解釋器都會將其加載到內存中，典型的就是處理CSS、JS之類的靜態文件是徹底沒有必要加載解釋器。

 

什麼是FastCGI？

FastCGI就像是一個常駐（long-live）型的CGI程序，它能夠一直運行着。FastCGI程序也能夠和Web服務器分別部署在不一樣的主機上，它還能夠接受來自其餘Web服務器的請求。
FastCGI也是語言無關的。其主要行爲是將CGI解釋器進程保持在內存中並所以得到高效的性能。衆所周知，CGI解釋器的反覆加載是CGI性能低下的主要緣由。
FastCGI是一種進程管理工具，它能夠在內存中管理CGI進程。
FastCGI進程管理器須要單獨啓動。啓動FastCGI後，會生成一個FastCGI主進程和多個子進程（子進程其實就是CGI解釋器進程）。
當客戶端請求Web服務器上的動態腳本時，Web服務器會將動態腳本經過TCP協議交給FastCGI主進程，FastCGI主進程根據狀況，安排一個空閒的子進程來解析動態腳本，處理完成後將結果返回給Web服務器，Web服務器再將結果返回給客戶端。該客戶端請求處理完畢後，FastCGI子進程並不會隨之關閉，而是繼續等待主進程安排工做任務。

FastCGI的重要特色：
一、FastCGI是HTTP服務器和動態腳本語言間通訊的接口或者工具。
二、FastCGI優勢是把動態語言解析和HTTP服務器分離開來。
三、Nginx、Apache、Lighttpd以及多數動態語言都支持FastCGI。
四、FastCGI接口方式採用C/S架構，分爲客戶端（HTTP服務器）和服務端（動態語言解析服務器）。
五、PHP動態語言服務端能夠啓動多個FastCGI的守護進程。
六、HTTP服務器經過FastCGI客戶端和動態語言FastCGI服務端通訊。

原理圖及運行過程：

（1）Web Server啓動時載入FastCGI進程管理器（Apache Module或IIS ISAPI等)
（2）FastCGI進程管理器自身初始化，啓動多個CGI解釋器進程(可建多個php-cgi)，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Web Server中)的下一個鏈接。 在CGI模式中，php-cgi在此便退出了

 

什麼是php-fpm？

fpm是FastCGI Process Manager的縮寫，那麼，fpm就是FastCGI進程管理器的簡稱。

php-fpm就是php中的FastCGI進程管理器。
對於php5.3以前的版原本說，php-fpm是一個第三方的補丁包，旨在將FastCGI進程管理整合進PHP包中。
在php5.3以後的版本中，php-fpm再也不是第三方的包，它已經被集成到php的源碼中了。php-fpm提供了更好的PHP進程管理方式，能夠有效控制內存和進程、能夠平滑重載PHP配置，比spawn-fcgi具備更多優勢，因此php-fpm被PHP官方收購了。

php-fpm的管理對象是php-cgi。但不能說php-fpm是fastcgi進程的管理器，由於前面說了fastcgi是個協議，彷佛沒有這麼個進程存在，就算存在php-fpm也管理不了他（至少目前是）。 有的說，php-fpm是php內核的一個補丁之前是對的。由於最開始的時候php-fpm沒有包含在PHP內核裏面，要使用這個功能，須要找到與源碼版本相同的php-fpm對內核打補丁，而後再編譯。後來PHP內核集成了PHP-FPM以後就方便多了，使用--enalbe-fpm這個編譯參數便可。