PHP工做原理及五大運行模式：包括cgi 、fast-cgi、cli、isapi、Web模塊模式

PHP的五大運行模式

 

1）CGI（ Common Gateway Interface）：即通用網關接口，

 

2）FastCGI（ Long-Live CGI）：即常駐型通用網關接口

 

3）CLI（ Command Line Interface）：即命令行運行接口

 

4）Web模塊模式（Apache等Web服務器運行的模式） 

 

5）ISAPI（Internet Server Application Program Interface）

 

 

 

 

 

 

 

 

1.1 CGI是一種讓客戶端（web瀏覽器）與Web服務器（nginx等）程序進行通訊（數據傳輸）的協議。

1）用來規範web服務器傳輸到php解釋器中的數據類型以及數據格式，包括URL、查詢字符串、POST數據、HTTP header等，也就是爲了保證web server傳遞過來的數據是標準格式的。

2）CGI能夠用任何一種具備標準輸入、輸出和環境變量的語言編寫，如php、perl、tcl等。不一樣類型語言寫的程序只要符合cgi標準，就能做爲一個cgi程序與web服務器交互，早期的cgi大多都是c或c++編寫的。

3）通常說的CGI指的是用各類語言編寫的能實現該功能的程序。

1.2.CGI程序的工做原理

1）每次當web server收到index.php這種類型的動態請求後，會啓動對應的CGI程序（PHP的解析器）；
2）PHP解析器會解析php.ini配置文件，初始化運行環境，而後處理請求，處理完成後將數據按照CGI規定的格式返回給web server而後退出進程；
3）最後web server再把結果返回給瀏覽器。

1.3 fpm進程管理器是什麼？

進程管理器，顧名思義就是管理進程的一個「進程」；

什麼意思呢？當咱們接到一個請求時，webserver須要和php進行通訊；

通訊時會成一個主進程,咱們把它理解爲一個工廠，主進程下會生成子進程去作具體的運算，咱們把它理解爲工人；

也就是說，工廠的做用是調度，是給工人提供工做的一個平臺，工人的做用是去作工做。

1.4 CGI程序的特色

1）高併發時的性能較差：
     CGI程序的每一次web請求都會有啓動和退出過程，也就是最爲人詬病的fork-and-execute模式（每次HTTP服務器遇到動態請求時都須要從新啓動腳本解析器來解析php.ini，從新載入所有DLL擴展並重初始化所有數據結構，而後把結果返回給HTTP服務器），很明顯，這樣的接口方式會致使php的性能不好，在處理高併發訪問時，幾乎是不可用的。
2）傳統的CGI接口方式安全性較差

3）CGI對php.ini的配置很敏感，在開發和調試的時候至關方便

 

CGI已是比較老的模式了，這幾年都不多用了。 CGI爲每一次請求增長一個進程，效率很低，因此基本已經不在生產部署時採用。但因爲CGI對php配置的敏感性，一般被用在開發和調試階段。

經過CGI程序的工做原理能夠看出：CGI程序性能較差，安全性較低，爲了解決這些問題產生了FastCGI。

 

php爲例，我將一次動態請求相關的概念大體都簡單解釋一遍。

1. cgi：它是一種協議。經過cgi協議，web server能夠將動態請求和相關參數發送給專門處理動態內容的應用程序。
2. fastcgi：也是一種協議，只不過是cgi的優化版。cgi的性能較爛，fastcgi則在其基礎上進行了改進。
3. php-cgi：fastcgi是一種協議，而php-cgi實現了這種協議。不過這種實現比較爛。它是單進程的，一個進程處理一個請求，處理結束後進程就銷燬。
4. php-fmp：是對php-cgi的改進版，它直接管理多個php-cgi進程/線程。也就是說，php-fpm是php-cgi的進程管理器所以它也算是fastcgi協議的實現。在必定程度上講，php-fpm與php的關係，和tomcat對java的關係是相似的。
5. cgi進程/線程：在php上，就是php-cgi進程/線程。專門用於接收web server的動態請求，調用並初始化zend虛擬機。
6. cgi腳本：被執行的php源代碼文件。
7. zend虛擬機：對php文件作詞法分析、語法分析、編譯成opcode，並執行。最後關閉zend虛擬機。
8. cgi進程/線程和zend虛擬機的關係：cgi進程調用並初始化zend虛擬機的各類環境。

以php-fpm爲例，web server從轉發動態請求到結束的過程大體以下：

 

 

 

而每一個php-cgi進程的做用大體包括：(有些功能分類錯誤，請無視，知道大體功能就夠了)

 

 

 

注意，儘管php-fpm的全稱爲PHP FastCGI Process Manager，但嚴格地講，php-fpm不是fastcgi的進程管理器，而是php fastcgi即php-cgi的進程管理器。fastcgi只是一種協議，不是進程。就像http協議同樣，apache對它的實現是httpd，nginx對它的實現就叫nginx。

再次說明，cgi和fastcgi是一種協議。各類支持和WEB交互的編程語言對cgi/fastcgi協議都作了各自的實現(固然，任何一種語言都能寫cgi腳本)，而php上的php-cgi和php-fpm正是php對fastcgi協議的實現。

 

使用CGI模式時

使用CGI模式時，當動態請求到達，httpd臨時啓動一個cgi解釋器，並經過cgi協議轉發要運行的內容。當cgi腳本運行結束後，將結果返回給httpd，而後cgi解釋器進程自我銷燬。當多個動態請求到達時，將前後啓動多個cgi解釋器。所以，這種方法效率極低。

在註釋掉php5_module的LoadModule相關行後，使用action指令指定要使用cgi運行的類型。但注意，action指令是mod_action提供的，因此必須已經加載該模塊。

例如：指定MIME類型爲image/gif的請求使用images.cgi運行。顯然，images.cgi腳本你必須先寫好。

Action image/gif /cgi-bin/images.cgi

還能夠經過添加handler來複合文件類型，再使用某個cgi腳本去運行這個handler中的任意類型。

AddHandler my-file-type .xyz
Action my-file-type "/cgi-bin/program.cgi"

對於php來講，則可使用安裝php時bin目錄下提供的php-cgi程序做爲cgi程序。

[root@xuexi php]# ls /usr/local/php/bin/
pear  peardev  pecl  phar  phar.phar  php  php-cgi  php-config  phpize

# 複製到apache默認的cgi-bin目錄下，方便管理
[root@xuexi php]# cp /usr/local/php/bin/php-cgi /usr/local/apache/cgi-bin/

# 在httpd.conf中添加如下行
Action application/x-httpd-php /usr/local/php/bin/cgi-bin/php-cgi

 

使用模塊方式時

在編譯php時，將php5_module模塊編譯到apache中，例如在編譯php時在./configure配置中加上"--with-apxs2=/usr/local/apache/bin/apxs"。

這種交互模式下，httpd在啓動時加載並激活php_module。也就是說，php-cgi常駐在httpd進程內部。當動態請求到達時，httpd不用再生成cgi解釋器，而是直接將動態請求轉發給它內部php-cgi。

配置實用這種交互模式很是簡單，只需使用LoadModule加載php_module，再添加對應的MIME處理器便可。

LoadModule php5_module modules/libphp5.so

# 在mime模塊中添加對應的類型
<IfModule mime_module>
AddType application/x-httpd-php .php
AddType applicaiton/x-httpd-php-source .phps
</IfModule>

 

使用php-fpm方式時

前面說了，php-fpm是php-cgi的進程管理器。這種交互方式其實是讓php-cgi以獨立於httpd的方式存在，目前基本使用php-fpm的方式管理php-cgi進程。也就是說，這種模式下，php-cgi和httpd已經分離了，它們的分離意味着請求的動靜分離變爲可能：httpd和php-fpm分別運行在不一樣服務器上。動靜分離後，壓力也分散到各自的服務器上。

要讓php-fpm以這種方式運行，須要在編譯的./configure配置選項中添加"--enable-fpm"選項。固然，還得啓動php-fpm服務。例如：

service php-fpm start

這樣php-cgi進程就開放着端口(默認9000)等待httpd轉發動態請求。要讓httpd可以轉發請求到php-cgi上，須要在httpd.conf中關閉正向代理，並設置fastcgi協議代理參數。例如，轉發到192.168.100.54主機上的php-fpm。

# 加載代理模塊
LoadModule proxy_module modules/mod_proxy.so
LoadModule proxy_fcgi_module modules/mod_proxy_fcgi.so

# 添加MIME類型
AddType application/x-httpd-php .php
AddType application/x-httpd-php-source .phps

# 在須要轉發的虛擬主機中配置轉發代理
ProxyRequests off
ProxyPassMatch ^/(.*\.php)$ fcgi://192.168.100.54:9000/usr/local/apache/htdocs/$1

 

隨着技術的不斷升級，單純的Apache加php模塊的方式已再也不主流，而是替換爲Apache加php_cgi，以及後來的php_fcgi和nginx加php-fpm的方法，能夠看下圖

 

 

2.1 CLI模式 

   PHP-CLI是PHP Command Line Interface的簡稱，如同它名字的意思，就是PHP在命令行運行的接口，區別於在Web服務器上運行的PHP環境（PHP-CGI，ISAPI等）。 也就是說，PHP不單能夠寫前臺網頁，它還能夠用來寫後臺的程序。 PHP的CLI Shell腳本適用於全部的PHP優點，使建立要麼支持腳本或系統甚至與GUI應用程序的服務端，在Windows和Linux下都是支持PHP-CLI模式的。   

【優勢】 

1）使用多進程，子進程結束之後，內核會負責回收資源； 

2）使用多進程，子進程異常退出不會致使整個進程Thread退出，父進程還有機會重建流程； 

3）一個常駐主進程，只負責任務分發，邏輯更清楚。 

   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。