(PHP7內核剖析-1) CGI與FastCGI

CGI:是 Web Server 與 Web Application 之間數據交換的一種協議。
FastCGI:同 CGI，是一種通訊協議，但比 CGI 在效率上作了一些優化。
PHP-CGI:是 PHP （Web Application）對 Web Server 提供的 CGI 協議的接口程序。
PHP-FPM:是 PHP（Web Application）對 Web Server 提供的 FastCGI 協議的接口程序，額外還提供了相對智能一些任務管理

CGI工做流程

1.若是客戶端請求的是 index.html，那麼Web Server會去文件系統中找到這個文件，發送給瀏覽器，這裏分發的是靜態數據。

2.當Web Server收到 index.php 這個請求後，會啓動對應的 CGI 程序，這裏就是PHP的解析器。接下來PHP解析器會解析php.ini文件，初始化執行環境，而後處理請求，再以規定CGI規定的格式返回處理後的結果，退出進程，Web server再把結果返回給瀏覽器。

FastCGI工做流程

1.若是客戶端請求的是 index.html，那麼Web Server會去文件系統中找到這個文件，發送給瀏覽器，這裏分發的是靜態數據。

2.當Web Server收到 index.php 這個請求後,FastCGI程序(FastCGI在啓動時就初始化執行執行環境，每一個CGI進程池各個CGI進程共享執行環境)在CGI進程池中選擇一個CGI進程處理請求，再以規定CGI規定的格式返回處理後的結果，繼續等待下一個請求。

PHP-FPM基本實現

1.PHP-FPM的實現就是建立一個master進程，在master進程中建立worker pool並讓其監聽socket，而後fork出多個子進程(work)，這些子進程各自accept請求，子進程的處理很是簡單，它在啓動後阻塞在accept上，有請求到達後開始讀取請求數據，讀取完成後開始處理而後再返回，在這期間是不會接收其它請求的，也就是說PHP-FPM的子進程同時只能響應一個請求，只有把這個請求處理完成後纔會accept下一個請求

2.PHP-FPM的master進程與worker進程之間不會直接進行通訊，master經過共享內存獲取worker進程的信息，好比worker進程當前狀態、已處理請求數等，當master進程要殺掉一個worker進程時則經過發送信號的方式通知worker進程。

3.PHP-FPM能夠同時監聽多個端口，每一個端口對應一個worker pool，而每一個pool下對應多個worker進程

Worker工做流程

1.等待請求： worker進程阻塞在fcgi_accept_request()等待請求；
2.解析請求： fastcgi請求到達後被worker接收，而後開始接收並解析請求數據，直到request數據徹底到達；
3.請求初始化： 執行php_request_startup()，此階段會調用每一個擴展的：PHP_RINIT_FUNCTION()；
4.編譯、執行： 由php_execute_script()完成PHP腳本的編譯、執行；
5.關閉請求： 請求完成後執行php_request_shutdown()，此階段會調用每一個擴展的：PHP_RSHUTDOWN_FUNCTION()，而後進入步驟(1)等待下一個請求。

Master進程管理

1.static: 這種方式比較簡單，在啓動時master按照pm.max_children配置fork出相應數量的worker進程，即worker進程數是固定不變的

2.dynamic: 動態進程管理，首先在fpm啓動時按照pm.start_servers初始化必定數量的worker，運行期間若是master發現空閒worker數低於pm.min_spare_servers配置數(表示請求比較多，worker處理不過來了)則會fork worker進程，但總的worker數不能超過pm.max_children，若是master發現空閒worker數超過了pm.max_spare_servers(表示閒着的worker太多了)則會殺掉一些worker，避免佔用過多資源，master經過這4個值來控制worker數

3.ondemand: 這種方式通常不多用，在啓動時不分配worker進程，等到有請求了後再通知master進程fork worker進程，總的worker數不超過pm.max_children，處理完成後worker進程不會當即退出，當空閒時間超過pm.process_idle_timeout後再退出

PHP-FPM事件管理器

1.sp[1]管道可讀事件:這個事件是master用於處理信號的

2.fpm_pctl_perform_idle_server_maintenance_heartbeat():這是進程管理實現的主要事件，master啓動了一個定時器，每隔1s觸發一次，主要用於dynamic、ondemand模式下的worker管理，master會定時檢查各worker pool的worker進程數，經過此定時器實現worker數量的控制

3.fpm_pctl_heartbeat():這個事件是用於限制worker處理單個請求最大耗時的，php-fpm.conf中有一個request_terminate_timeout的配置項，若是worker處理一個請求的總時長超過了這個值那麼master將會向此worker進程發送kill -TERM信號殺掉worker進程，此配置單位爲秒，默認值爲0表示關閉此機制

4.fpm_pctl_on_socket_accept():ondemand模式下master監聽的新請求到達的事件，由於ondemand模式下fpm啓動時是不會預建立worker的，有請求時纔會生成子進程，因此請求到達時須要通知master進程