PHP7內(nèi)核CGI與FastCGI詳解

CGI:是 Web Server 與 Web Application 之間數(shù)據(jù)交換的一種協(xié)議。
FastCGI:同 CGI，是一種通信協(xié)議，但比 CGI 在效率上做了一些優(yōu)化。

PHP-CGI:是 PHP （Web Application）對(duì) Web Server 提供的 CGI 協(xié)議的接口程序。

PHP-FPM:是 PHP（Web Application）對(duì) Web Server 提供的 FastCGI 協(xié)議的接口程序，額外還提供了相對(duì)智能一些任務(wù)管理

CGI工作流程

1.如果客戶端請(qǐng)求的是 index.html，那么Web Server會(huì)去文件系統(tǒng)中找到這個(gè)文件，發(fā)送給瀏覽器，這里分發(fā)的是靜態(tài)數(shù)據(jù)。

2.當(dāng)Web Server收到 index.php 這個(gè)請(qǐng)求后，會(huì)啟動(dòng)對(duì)應(yīng)的 CGI 程序，這里就是PHP的解析器。接下來(lái)PHP解析器會(huì)解析php.ini文件，初始化執(zhí)行環(huán)境，然后處理請(qǐng)求，再以規(guī)定CGI規(guī)定的格式返回處理后的結(jié)果，退出進(jìn)程，Web server再把結(jié)果返回給瀏覽器。

FastCGI工作流程

1.如果客戶端請(qǐng)求的是 index.html，那么Web Server會(huì)去文件系統(tǒng)中找到這個(gè)文件，發(fā)送給瀏覽器，這里分發(fā)的是靜態(tài)數(shù)據(jù)。

2.當(dāng)Web Server收到 index.php 這個(gè)請(qǐng)求后,FastCGI程序(FastCGI在啟動(dòng)時(shí)就初始化執(zhí)行執(zhí)行環(huán)境，每個(gè)CGI進(jìn)程池各個(gè)CGI進(jìn)程共享執(zhí)行環(huán)境)在CGI進(jìn)程池中選擇一個(gè)CGI進(jìn)程處理請(qǐng)求，再以規(guī)定CGI規(guī)定的格式返回處理后的結(jié)果，繼續(xù)等待下一個(gè)請(qǐng)求。

PHP-FPM基本實(shí)現(xiàn)

1.PHP-FPM的實(shí)現(xiàn)就是創(chuàng)建一個(gè)master進(jìn)程，在master進(jìn)程中創(chuàng)建worker pool并讓其監(jiān)聽(tīng)socket，然后fork出多個(gè)子進(jìn)程(work)，這些子進(jìn)程各自accept請(qǐng)求，子進(jìn)程的處理非常簡(jiǎn)單，它在啟動(dòng)后阻塞在accept上，有請(qǐng)求到達(dá)后開(kāi)始讀取請(qǐng)求數(shù)據(jù)，讀取完成后開(kāi)始處理然后再返回，在這期間是不會(huì)接收其它請(qǐng)求的，也就是說(shuō)PHP-FPM的子進(jìn)程同時(shí)只能響應(yīng)一個(gè)請(qǐng)求，只有把這個(gè)請(qǐng)求處理完成后才會(huì)accept下一個(gè)請(qǐng)求

2.PHP-FPM的master進(jìn)程與worker進(jìn)程之間不會(huì)直接進(jìn)行通信，master通過(guò)共享內(nèi)存獲取worker進(jìn)程的信息，比如worker進(jìn)程當(dāng)前狀態(tài)、已處理請(qǐng)求數(shù)等，當(dāng)master進(jìn)程要?dú)⒌粢粋€(gè)worker進(jìn)程時(shí)則通過(guò)發(fā)送信號(hào)的方式通知worker進(jìn)程。

3.PHP-FPM可以同時(shí)監(jiān)聽(tīng)多個(gè)端口，每個(gè)端口對(duì)應(yīng)一個(gè)worker pool，而每個(gè)pool下對(duì)應(yīng)多個(gè)worker進(jìn)程

Worker工作流程

1.等待請(qǐng)求： worker進(jìn)程阻塞在fcgi_accept_request()等待請(qǐng)求；

2.解析請(qǐng)求： fastcgi請(qǐng)求到達(dá)后被worker接收，然后開(kāi)始接收并解析請(qǐng)求數(shù)據(jù)，直到request數(shù)據(jù)完全到達(dá)；

3.請(qǐng)求初始化： 執(zhí)行php_request_startup()，此階段會(huì)調(diào)用每個(gè)擴(kuò)展的：PHP_RINIT_FUNCTION()；

4.編譯、執(zhí)行： 由php_execute_script()完成PHP腳本的編譯、執(zhí)行；

5.關(guān)閉請(qǐng)求： 請(qǐng)求完成后執(zhí)行php_request_shutdown()，此階段會(huì)調(diào)用每個(gè)擴(kuò)展的：PHP_RSHUTDOWN_FUNCTION()，然后進(jìn)入步驟(1)等待下一個(gè)請(qǐng)求。

Master進(jìn)程管理

1.static: 這種方式比較簡(jiǎn)單，在啟動(dòng)時(shí)master按照pm.max_children配置fork出相應(yīng)數(shù)量的worker進(jìn)程，即worker進(jìn)程數(shù)是固定不變的

2.dynamic: 動(dòng)態(tài)進(jìn)程管理，首先在fpm啟動(dòng)時(shí)按照pm.start_servers初始化一定數(shù)量的worker，運(yùn)行期間如果master發(fā)現(xiàn)空閑worker數(shù)低于pm.min_spare_servers配置數(shù)(表示請(qǐng)求比較多，worker處理不過(guò)來(lái)了)則會(huì)fork worker進(jìn)程，但總的worker數(shù)不能超過(guò)pm.max_children，如果master發(fā)現(xiàn)空閑worker數(shù)超過(guò)了pm.max_spare_servers(表示閑著的worker太多了)則會(huì)殺掉一些worker，避免占用過(guò)多資源，master通過(guò)這4個(gè)值來(lái)控制worker數(shù)

3.ondemand: 這種方式一般很少用，在啟動(dòng)時(shí)不分配worker進(jìn)程，等到有請(qǐng)求了后再通知master進(jìn)程fork worker進(jìn)程，總的worker數(shù)不超過(guò)pm.max_children，處理完成后worker進(jìn)程不會(huì)立即退出，當(dāng)空閑時(shí)間超過(guò)pm.process_idle_timeout后再退出

PHP-FPM事件管理器

1.sp[1]管道可讀事件:這個(gè)事件是master用于處理信號(hào)的

2.fpm_pctl_perform_idle_server_maintenance_heartbeat():這是進(jìn)程管理實(shí)現(xiàn)的主要事件，master啟動(dòng)了一個(gè)定時(shí)器，每隔1s觸發(fā)一次，主要用于dynamic、ondemand模式下的worker管理，master會(huì)定時(shí)檢查各worker pool的worker進(jìn)程數(shù)，通過(guò)此定時(shí)器實(shí)現(xiàn)worker數(shù)量的控制

3.fpm_pctl_heartbeat():這個(gè)事件是用于限制worker處理單個(gè)請(qǐng)求最大耗時(shí)的，php-fpm.conf中有一個(gè)request_terminate_timeout的配置項(xiàng)，如果worker處理一個(gè)請(qǐng)求的總時(shí)長(zhǎng)超過(guò)了這個(gè)值那么master將會(huì)向此worker進(jìn)程發(fā)送kill -TERM信號(hào)殺掉worker進(jìn)程，此配置單位為秒，默認(rèn)值為0表示關(guān)閉此機(jī)制

4.fpm_pctl_on_socket_accept():ondemand模式下master監(jiān)聽(tīng)的新請(qǐng)求到達(dá)的事件，因?yàn)閛ndemand模式下fpm啟動(dòng)時(shí)是不會(huì)預(yù)創(chuàng)建worker的，有請(qǐng)求時(shí)才會(huì)生成子進(jìn)程，所以請(qǐng)求到達(dá)時(shí)需要通知master進(jìn)程