一步步领悟 CGI FastCGI PHP-FPM 的真正奥义

CGI 模型

CGI 是外部应用程序（ CGI 程序）与 Web 服务器之间的接口标准，是在 CGI 程序和 Web 服务器之间传递信息的规程。

图片来源 http://mengkang.net/491.html

CGI 核心就是其定义的环境变量。

SERVER_NAME：运行CGI序为机器名或IP地址。SERVER_INTERFACE：WWW服务器的类型，如：CERN型或NCSA型。SERVER_PROTOCOL：通信协议，应当是HTTP/1.0。SERVER_PORT：TCP端口，一般说来web端口是80。HTTP_ACCEPT：HTTP定义的浏览器能够接受的数据类型。HTTP_REFERER：发送表单的文件URL。（并非所有的浏览器都传送这一变量）HTTP_USER-AGENT：发送表单的浏览的有关信息。GETWAY_INTERFACE：CGI程序的版本，在UNIX下为 CGI/1.1。PATH_TRANSLATED：PATH_INFO中包含的实际路径名。PATH_INFO：浏览器用GET方式发送数据时的附加路径。SCRIPT_NAME：CGI程序的路径名。QUERY_STRING：表单输入的数据，URL中问号后的内容。REMOTE_HOST：发送程序的主机名，不能确定该值。REMOTE_ADDR：发送程序的机器的IP地址。REMOTE_USER：发送程序的人名。CONTENT_TYPE：POST发送，一般为application/xwww-form-urlencoded。CONTENT_LENGTH：POST方法输入的数据的字节数。

Web 服务器在接受请求之后对这些环境变量赋值，然后创建一个子进程，在子进程中 CGI 程序通过这些环境变量取值。这个过程就是对 CGI 接口的实现。

举个例子以 C 为 Web 服务器，PHP 作为 CGI 程序。

1. Web 启动 Socket 监听之后，接受到一个客户端的请求

GET /cgi-demo.php?a=b&c=d HTTP/1.1Host: localhost:9003Connection: keep-aliveAccept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,*/*;q=0.8Upgrade-Insecure-Requests: 1User-Agent: Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10_10_0) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/47.0.2526.106 Safari/537.36Accept-Encoding: gzip, deflate, sdchAccept-Language: zh-CN,zh;q=0.8,en;q=0.6,zh-TW;q=0.4,ja;q=0.2

2. Web 服务器就可以给环境变量赋值了

REQUEST_METHOD			GETQUERY_STRING			a=b&c=dSCRIPT_NAME				/cgi-demo.phpSERVER_PROTOCOL			HTTP/1.1SERVER_NAME				localhostSERVER_PORT 			9003

3. CGI 程序解析获取这些环境变量

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <unistd.h>int main(){   putenv("QUERY_STRING=a=b&c=d");   int pid = fork();   if (pid == 0)   {   		system("php cgi-demo.php");   }   return 0;}

cgi-demo.php 则在子进程中获取到 web 服务器在父进程设置的环境变量

<?phpprintf("QUERY_STRING:%s\n", getenv("QUERY_STRING"));

上面这两段代码仅仅是演示 Web 服务器和 CGI 程序对 CGI 接口的实现，对数据的输入输出都省略没写。完整的Web 服务器 + CGI 程序demo 可以参考 http://mengkang.net/491.html

FastCGI 模型

FastCGI 的核心则是取缔传统的 fork-and-execute 方式，减少每次启动的巨大开销，以常驻的方式来处理请求。区别于传统的 CGI 是执行脚本从环境变量中换取 CGI 接口定义的值，而 FastCGI 则又多了一层 socket 服务的交互，Web 服务器需要将 CGI 接口数据封装在遵循 FastCGI 协议包中发送给 FastCGI 解析器程序。正式因为 FastCGI 进程管理器是基于 socket 的，所以也是分布式的，所以 Web 服务器和 CGI 程序可以分布部署。

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PHP-FPM

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大概的介绍可以看

http://www.php-internals.com/book/?p=chapt02/02-02-03-fastcgi

FastCGI协议规范

http://www.fastcgi.com/devkit/doc/fcgi-spec.html

http://andylin02.iteye.com/blog/648412 （中文版）

FastCGI 进程管理器的 PHP 简单实现

http://my.oschina.net/goal/blog/196599