Web服務器和動態語言如何交互--CGI&FastCGI&FPM淺談

一個用戶的Request是如何通過Web服務器（Apache，Nginx，IIS，Light）與後端的動態語言（如PHP等）進行交互並將結果返回給用戶的呢？

本文淺談我的觀點，可能有誤，歡迎拍磚，共同窗習。

 

一. 首先明確幾個概念，以便後續說明

CGI：（Common Gateway Interface）Http服務器與後端程序（如PHP）進行交互的中間層。

工做原理及處理方式（fork-and-execute模式）：

1.當Web Server有Request到達

2.fork一個CGI進程或線程（配置管理，環境初始化）

3.執行後臺腳本

4.將結果返回Web服務器。

5.Web服務器將結果返回給用戶。

FastCGI：常駐型（long-live）CGI形式，通過激活後，不會每次都要花時間去fork。

工做原理及處理方式：

1.Web Server啓動時載入FastCGI進程管理器（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（可見多個php-cgi進程），並等待來自Web Server的鏈接

3.當有客戶端請求到達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返回Web Server。當FastCGI子進程關閉鏈接時，請求便告知處理完成。子進程繼續響應來自FastCGI進程管理器分配的其餘請求。

 

PHP-FPM：只用於PHP的PHP FastCGI 進程管理器。

PHP5.3.3之後的版本已經集成了PHP-FPM了。

php-fpm提供了更好的PHP配置管理方式，能夠有效控制內存和進程、能夠平滑重載php配置。

./configure php源碼的時候，加—enable-fpm參數可開啓PHP_FMP。

 

Spawn-FCGI：一個普通的FastCGI進程管理器。

 

二. PHP中的CGI實現：

PHP的CGI實現本質上是以Socket編程實現一個TCP或者UDP協議服務器。當啓動時， 建立TCP/UDP協議的服務器監聽，並接受相關請求進行處理。

CGI的生命週期爲：模塊初始化；SAPI初始化；請求的處理；模塊關閉；SAPI關閉；

以TCP協議爲例，在TCP的服務端，會執行以下操做：

1.服務端調用Socket函數建立一個TCP用的流式套接字；

2.服務端調用bind函數將服務器的本地地址與前面建立的套接字綁定；

3.服務調用listen函數將新建立的套接字做爲監聽，等待客戶端發起鏈接，當客戶端有多個鏈接鏈接到這個套接字時，可能須要排隊處理；

4.服務器調用accept函數進入阻塞狀態，直到有客戶進程調用connect函數而創建起一個鏈接；

5.當與客戶端建立鏈接後，服務器調用read_stream函數讀取客戶的請求；

6.處理完數據後，服務器調用write函數向客戶端發送應答。

 

三.目前PHP的工做方式（以Apache服務器爲例,由於Apache和Php是好兄弟嘛）

1.Apache Handler方式(php做爲Apache服務器的Module)

一種改進的CGI方式，把PHP的解釋模塊編成so擴展，添加到Apache的modules中。

配置方式：

1.編譯PHP時，加上以下參數：

cd php-source

./configure --prefix=/home/weiyanyan/local/php --with-apxs2=/home/weiyanyan/local/apache/bin/apxs --with-mysql

說明：—with-apxs2爲apache中apxs相應目錄，將在apache根目錄下的modules下生成libphp5.so

2.在apache的配置文件http.conf中增長

LoadModule php5_module modules/libphp5.so

而後在<IfModule mime_module>節點下增長以下mime配置

AddType application/x-httpd-php .php

 

2.CGI模式

前提爲不能以模塊模式運行。（註釋掉：LoadModule php5_module modules/libphp5.so）

在httpd.conf增長action:

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

若是在/cgi目錄找不到php-cgi，可從php的bin裏面cp一個。

【能夠寫一個PHP腳本，讓其sleep(20);運行以前看機器進程中無php-cgi進程，請求的時候，會有相應的進程產生。經測試一個php-cgi進程能夠承載多個請求，具體未深究，由於這種方式已經基本沒有人用了。】

 

3.FastCGI模式

FastCGI模式根據進程管理器的不一樣能夠分爲：Apache內置進程管理器，php-fpm進程管理器

Apache內置進程管理器：

mod_fastcgi的安裝

#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

# vim Makefile 將Makefile中的路徑改爲你的apache的安裝路徑

# make install 安裝成功

安裝成功後，會自動把mod_fastcgi.so複製到/usr/local/apache/modules目錄 

 

首先要添加fastcgi模塊到httpd.conf配置文件：

LoadModule fastcgi_module modules/mod_fastcgi.so

這種模式註釋不註釋LoadModule php5_module modules/libphp5.so這行貌似沒什麼關係，只要配置瞭如下模塊

<IfModule fastcgi_module>
   FastCgiServer /home/weiyanyan/local/apache/cgi-bin/php-cgi -processes 20
   AddType application/x-httpd-php .php

   AddHandler php-fastcgi .php

   Action php-fastcgi /cgi-bin/php-cgi
</IfModule>

就會自動走到fastcgi模式。

而後重啓apache,這個時候用 ps aux|grep php就會發現有不少php-cgi進程在運行。說明配置生效.

 

FPM方式

首先要添加fastcgi模塊到httpd.conf配置文件：

LoadModule fastcgi_module modules/mod_fastcgi.so

這種模式註釋不註釋LoadModule php5_module modules/libphp5.so這行貌似沒什麼關係，只要配置瞭如下模塊

<IfModule fastcgi_module>
FastCgiExternalServer /home/weiyanyan/local/apache/cgi-bin/php-cgi -host 127.0.0.1:9000

AddType application/x-httpd-php .php

AddHandler php-fastcgi .php

Action php-fastcgi /cgi-bin/php-cgi
</IfModule>

其中在本機9000端口開啓了PHP-Fpm服務

FPM的安裝簡單介紹以下：

cd php-source

./configure --prefix=/home/weiyanyan/local/php --with-apxs2=/home/weiyanyan/local/apache/bin/apxs --with-mysql --enable-fpm

此時在Php的根目錄sbin下會有php-fpm運行程序，其配置文件在php根目錄下面的/etc/php-fpm.conf

修改完配置，在apache配置對應的端口啓動php-fpm便可。

 

[只是寫完，未檢查，回家過年…]

 

參考：

http://www.phppan.com/2011/05/php-cgi/

http://www.cnblogs.com/fangbo/archive/2011/12/02/2272400.html

http://blog.zyan.cc/nginx_php_v6/