簡單說明CGI和動態請求是什麼

1. CGI是什麼

CGI是common gateway interface的縮寫，你們都譯做通用網關接口，但很不幸，咱們沒法見名知意。

咱們知道，web服務器所處理的內容都是靜態的，要想處理動態內容，須要依賴於web應用程序，如php、jsp、python、perl等。可是web server如何將動態的請求傳遞給這些應用程序？它所依賴的就是cgi協議。沒錯，是協議，也就是web server和web應用程序交流時的規範。換句話說，經過cgi協議，再結合已搭建好的web應用程序，就可讓web server也能"處理"動態請求(或者說，當用戶訪問某個特定資源時，能夠觸發執行某個web應用程序來實現特定功能)，你確定知道處理兩字爲何要加上雙引號。

簡單版的cgi工做方式以下：

例如，在谷歌搜索欄中搜索一個關鍵詞"http"，對應的URL爲：

https://www.google.com/search?q=http&oq=http&aqs=chrome..69i57j69i60l4j0.1136j0j8&sourceid=chrome&ie=UTF-8

當谷歌的web server收到該請求後，先分析該url，從中知道了要執行search程序，而且還知道了一系列要傳遞給search的參數及其對應的value。web server會將這些程序參數和其它一些環境變量根據cgi協議經過TCP或套接字等方式傳遞給已啓動的cgi程序(多是cgi進程，或者是已加載的模塊cgi模塊)。當cgi進程接收到web server的請求後，調用search程序並執行，同時還會傳遞參數給search程序。search執行結束後，cgi進程/線程將處理結果返回給web server，web server再返回給瀏覽器。

有多種方式能夠執行cgi程序，但對http的請求方法來講，只有get和post兩種方法容許執行cgi腳本(即上面的search程序)。實際上post方法的內部本質仍是get方法，只不過在發送http請求時，get和post方法對url中的參數處理方式不同而已。

任何一種語言都能編寫CGI，只不過有些語言比較擅長，有些語言則很是繁瑣，例如用bash shell開發，那麼須要用echo等打印語句將執行結果放在巨多無比的html的標籤中輸出給客戶端。經常使用於編寫CGI的語言有perl、php、python等，java也同樣能寫，但java的servlet徹底能實現CGI的功能，且更優化、更利於開發。

2.各類術語釋疑

說實話，對於一個沒接觸過編程語言的人來講，剛接觸cgi概念的時候確定會有一堆疑問，這究竟是什麼鬼，處理動態內容的東西不是像php同樣的應用程序嗎，跟cgi有幾毛錢關係，fastcgi又是什麼？我想，非科班出身的強迫症患者(包括我)必定會被這些概念折騰的死去活來。

以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。

3. web server和CGI的交互模式

web server對cgi進程/線程來講，它的做用就是發起動態處理請求，傳遞一些參數和環境變量，最後接收cgi的返回結果。再通俗而不嚴謹地說，web server經過cgi/fastcgi協議將動態請求轉發給執行cgi腳本的應用程序。經過下面httpd.conf中的轉發配置應該很容易理解(httpd和php-fpm的交互)：

ProxyRequests off
ProxyPassMatch ^/(.*\.php)$ fcgi://127.0.0.1:9000/usr/local/apache/htdocs/$1

以最典型的apache httpd和php爲例，對於httpd來講，web server和php-cgi有3種交互模式。

• cgi模式：httpd接收到一個動態請求就fork一個cgi進程，cgi進程返回結果給httpd進程後自我銷燬。
• 動態模塊模式：將php-cgi的模塊(例如php5_module)編譯進httpd。在httpd啓動時會加載模塊，加載時也將對應的模塊激活，php-cgi也就啓動了。(注：糾正一個小小錯誤，不少人覺得動態編譯的模塊是能夠在須要的時候隨時加載調用，不須要的時候它們就中止了，實際上不是這樣的。和靜態編譯的模塊同樣，動態加載的模塊在被加載時就被加入到激活鏈表中，不管是否使用它，它都已經運行在apache httpd的內部。可參考LoadModule指令的官方手冊)
• php-fpm模式：使用php-fpm管理php-cgi，此時httpd再也不控制php-cgi進程的啓動。能夠將php-fpm獨立運行在非web服務器上，實現所謂的動靜分離。

實際上，藉助模塊mod_fastcgi還能夠實現fastcgi模式。同cgi同樣，管理模式的先天缺陷決定了這並非一種好方法。

3.1 CGI模式

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

3.2 模塊方式

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>

3.3 php-fpm方式

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