解释 CGI、FastCGI、php-fpm 之间的关系-cgi文件

解释 CGI、FastCGI、php-fpm 之间的关系

前一段时间又重读了《HTTP权威指南》一书,觉得有一些理论知识还是蛮重要的,需要进行一番整理,让自己之后对整条web链路有个更清晰的认识。

一:Http请求:

当用户打开浏览器并输入一串url地址时,到最终页面内容呈现在用户眼前时,这之间的步骤可大致整理如下:

1)用户输入http://www.lxlxw.me。

2)浏览器解析出主机名。

3)浏览器查询这个主机名的ip地址如192.168.0.1(即dns解析)并获得端口号如80

4)浏览器发起到192.168.0.1:80的连接。(tcp连接首次握手)

5)浏览器向服务器发送一条http get或post报文。(有可能会先发送给proxy或gateway,再由它们转发给服务器,如nginx做反向代理以实现负载均衡)

6)浏览器从服务器读取http响应报文。

7)浏览器关闭连接。

以上便是一条http请求的大致过程,理论上所有的http通信都是由tcp/ip承载的,即http使用tcp连接,其保证了在资源传输过程中是可靠的/不会丢失或损坏的。

注:http和https比较,https就是在http层和tcp层之间接入了一个密码加密层,称之为TLS或SSL,常用于一些支付等安全性要求较高的网站。

注:关于http的性能优化,tcp连接的时延和瓶颈等,之后可能需要另整理一份。

二:web服务器

web服务器可以用来表示web服务器的软件,也可以表示提供web页面的特定设备或机器。这边主要是指通用软件web服务器,如apache或nginx。

《http权威指南》中有一份用perl脚本写的web服务器的源码,实现了最简单的收发客户端报文的功能。

当然,实际的web服务器比这要复杂的多,核心步骤整理如下:

1)接受一个客户端(浏览器)连接,或者拒绝该客户端的连接并将其关闭。

2)接受请求,从网络中读取一条http请求报文并解析。

3)处理请求,对请求报文进行解析。

4)访问资源,访问报文中指定的资源,有可能是缓存好的html静态页面或图片资源,也有可能是动态资源,如php文件,此时web server会通过fastcgi请求php应用程序以此产生动态资源,下面会详细讲。

5)创建http响应报文,并回送给客户端。

6)纪录事务处理过程,即记log。

三:Fastcgi与php-fpm:

讲Fastcgi之前需要先讲CGI,CGI是为了保证web server传递过来的数据是标准格式的,它是一个协议,方便CGI程序的编写者。Fastcgi是CGI的更高级的一种方式,是用来提高CGI程序性能的。

web server(如nginx)只是内容的分发者。比如,如果请求/index.html,那么web server会去文件系统中找到这个文件,发送给浏览器,这里分发的是静态资源。

如果现在请求的是/index.php,根据配置文件,nginx知道这个不是静态文件,需要去找PHP解析器来处理,那么他会把这个请求简单处理后交给PHP解析器。此时CGI便是规定了要传什么数据/以什么格式传输给php解析器的协议。

当web server收到/index.php这个请求后,会启动对应的CGI程序,这里就是PHP的解析器。接下来PHP解析器会解析php.ini文件,初始化执行环境,然后处理请求,再以CGI规定的格式返回处理后的结果,退出进程。web server再把结果返回给浏览器。

那么CGI相较于Fastcgi而言其性能瓶颈在哪呢?CGI针对每个http请求都是fork一个新进程来进行处理,处理过程包括解析php.ini文件,初始化执行环境等,然后这个进程会把处理完的数据返回给web服务器,最后web服务器把内容发送给用户,刚才fork的进程也随之退出。 如果下次用户还请求动态资源,那么web服务器又再次fork一个新进程,周而复始的进行。

而Fastcgi则会先fork一个master,解析配置文件,初始化执行环境,然后再fork多个worker。当请求过来时,master会传递给一个worker,然后立即可以接受下一个请求。这样就避免了重复的劳动,效率自然是高。而且当worker不够用时,master可以根据配置预先启动几个worker等着;当然空闲worker太多时,也会停掉一些,这样就提高了性能,也节约了资源。这就是Fastcgi的对进程的管理。大多数Fastcgi实现都会维护一个进程池。注:swoole作为httpserver,实际上也是类似这样的工作方式。

那PHP-FPM又是什么呢?它是一个实现了Fastcgi协议的程序,用来管理Fastcgi起的进程的,即能够调度php-cgi进程的程序。现已在PHP内核中就集成了PHP-FPM,使用--enalbe-fpm这个编译参数即可。另外,修改了php.ini配置文件后,没办法平滑重启,需要重启php-fpm才可。此时新fork的worker会用新的配置,已经存在的worker继续处理完手上的活。

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