Web服務器和動態語言如何交互--CGI&FastCGI&FPM淺談

2019-11-15 02:04:04

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供稿：網友

一個用戶的Request是如何經過Web服務器（Apache，Nginx，IIS，Light）與后端的動態語言（如php等）進行交互并將結果返回給用戶的呢？

本文淺談個人觀點，可能有誤，歡迎拍磚，共同學習。

一. 首先明確幾個概念，以便后續說明

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

工作原理及處理方式（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.執行后臺腳本

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，經過激活后，不會每次都要花時間去fork。

工作原理及處理方式：

1.Web Server啟動時載入FastCGI進程管理器（IIS ISAPI或Apache Module）

2.FastCGI進程管理器自身初始化，啟動多個CGI解釋器進程（可見多個php-cgi進程），并等待來自Web Server的連接

3.當有客戶端請求到達Web Server時，FastCGI進程管理器選擇并連接到一個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子進程完成處理后將標準輸出和錯誤信息返回Web Server。當FastCGI子進程關閉連接時，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他請求。

PHP-FPM：只用于PHP的PHP FastCGI 進程管理器。

PHP5.3.3以后的版本已經集成了PHP-FPM了。

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

./configure php源碼的時候，加—enable-fpm參數可開啟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。當啟動時，創建TCP/UDP協議的服務器監聽，并接受相關請求進行處理。

CGI的生命周期為：模塊初始化；SAPI初始化；請求的處理；模塊關閉；SAPI關閉；

以TCP協議為例，在TCP的服務端，會執行如下操作：

1.服務端調用Socket函數創建一個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創建的套接字綁定；

3.服務調用listen函數將新創建的套接字作為監聽，等待客戶端發起連接，當客戶端有多個連接連接到這個套接字時，可能需要排隊處理；

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函數而建立起一個連接；

5.當與客戶端創建連接后，服務器調用read_stream函數讀取客戶的請求；

6.處理完數據后，服務器調用write函數向客戶端發送應答。

TCP上客戶-服務器事務的時序

三.目前PHP的工作方式（以Apache服務器為例,因為Apache和Php是好兄弟嘛）

1.Apache Handler方式(php作為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，加上如下參數：

cd php-source

./configure --PRefix=/home/weiyanyan/local/php --with-apxs2=/home/weiyanyan/local/apache/bin/apxs --with-MySQL

說明：—with-apxs2為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中增加
LoadModule php5_module modules/libphp5.so
然后在<IfModule mime_module>節點下增加如下mime配置
AddType application/x-httpd-php .php

2.CGI模式

前提為不能以模塊模式運行。（注釋掉：LoadModule php5_module modules/libphp5.so）

在httpd.conf增加action:

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

如果在/cgi目錄找不到php-cgi，可從php的bin里面cp一個。

【可以寫一個PHP腳本，讓其sleep(20);運行之前看機器進程中無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進程可以承載多個請求，具體未深究，因為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同可以分為：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中的路徑改成你的apache的安裝路徑
# make install 安裝成功
安裝成功后，會自動把mod_fastcgi.so復制到/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

這種模式注釋不注釋LoadModule php5_module modules/libphp5.so這行貌似沒什么關系，只要配置了以下模塊

<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。

然后重啟apache,這個時候用 ps aux|grep php就會發現有很多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

這種模式注釋不注釋LoadModule php5_module modules/libphp5.so這行貌似沒什么關系，只要配置了以下模塊