CGI、FastCGI和PHP-FPM關係圖解

不言
發布: 2023-03-23 22:52:02
原創
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這篇文章主要介紹的內容是關於CGI、FastCGI和PHP-FPM關係圖解,有著一定的參考價值,現在分享給大家,有需要的朋友可以參考一下


目錄

  • 基礎

  • #Module方式

  • CGI

  • FastCGI介紹

    • FastCGI簡單介紹

    • FastCGI的工作原理

  • #PHP-FPM介紹

  • 總結

  • 參考資料

#在搭建LAMP/LNMP 伺服器時,會常常遇到 PHP-FPM、FastCGI和CGI 這幾個概念。如果對它們一知半解,很難搭建高效能的伺服器。接下來我們就以圖形方式,解釋這些概念之間的關係。

基礎

在整個網站架構中,Web Server(如Apache)只是內容的分發者。舉個栗子,如果客戶端請求的是 index.html,那麼Web Server會去檔案系統中找到這個文件,發送給瀏覽器,這裡分發的是靜態資料。

如果請求的是index.php,根據設定文件,Web Server知道這個不是靜態文件,需要去找PHP 解析器來處理,那麼他會把這個請求簡單處理,然後交給PHP解析器。

當Web Server收到 index.php 這個請求後,就會啟動對應的 CGI 程序,這裡就是PHP的解析器。接下來PHP解析器會解析php.ini文件,初始化執行環境,然後處理請求,再以規定CGI規定的格式傳回處理後的結果,退出進程,Web server再把結果回傳給瀏覽器。這就是一個完整的動態PHP Web存取流程,接下來再引出這些概念,就好理解多了,

  • #CGI:#是Web Server 與Web Application 之間資料交換的一種協定。

  • FastCGI:同 CGI,是一種通訊協議,但比 CGI 在效率上做了一些最佳化。同樣,SCGI 協定與 FastCGI 類似。

  • PHP-CGI:是 PHP (Web Application)對 Web Server 提供的 CGI 協定的介面程式。

  • PHP-FPM:是PHP(Web Application)對Web Server 提供的FastCGI 協定的介面程序,額外也提供了相對智能一些任務管理。

WEB 中,

  • Web Server 一般指Apache、Nginx、IIS、Lighttpd、Tomcat等伺服器,

  • #Web Application 一般指PHP、Java、Asp.net等應用程式。

Module方式

在了解 CGI 之前,我們先來了解Web server 傳遞資料的另一個方法:PHP Module載入方式。以Apache 為例,在PHP Module方式中,是不是在Apache 的設定檔httpd.conf 中加上這樣幾句:

# 加入以下2句LoadModule php5_module D:/php/php5apache2_2.dllAddType application/x-httpd-php .php# 修改如下内容<IfModule dir_module>
    DirectoryIndex index.php index.html</IfModule>
登入後複製

上面是Windows 下安裝php和apache環境後手動配置,在linux下原始碼安裝大致上是這樣配置的:

# ./configure --with-mysql=/usr/local --with-apache=/usr/local/apache --enable-track-vars
登入後複製

所以,這種方式,他們的共同本質都是用LoadModule 來載入php5_module,就是把php當作apache的子模組來運行。當透過web存取php檔案時,apache就會呼叫php5_module來解析php程式碼。

那麼php5_module是怎麼來將資料傳給php解析器來解析php程式碼的呢?答案是透過sapi。

我們再來看一張圖,詳細的說說apache 與php 與sapi的關係:

CGI、FastCGI和PHP-FPM關係圖解

從上面圖中,我們看出了sapi就是這樣的一個中間過程,SAPI提供了一個和外部通訊的接口,有點類似於socket,使得PHP可以和其他應用進行交互資料(apache,nginx等)。 php預設提供了許多種SAPI,常見的提供給apache和nginx的php5_module、CGI、FastCGI,給IIS的ISAPI,以及Shell的CLI。

所以,以上的apache呼叫php執行的過程如下:

apache -> httpd -> php5_module -> sapi -> php
登入後複製

好了。 apache與php透過php5_module的方式就搞清楚了吧!

這種模式將php模組安裝到apache中,所以每次apache結束請求,都會產生一條進程,這個進程就完整的包括php的各種運算計算等操作。

在上圖中,我們很清楚的可以看到,apache每接收一個請求,都會產生一個進程來連接php透過sapi來完成請求,可想而知,如果一旦用戶過多,並發數過多,伺服器就會承受不住了。

而且,把mod_php編進apache時,出問題時很難定位是php的問題還是apache的問題。

CGI

CGI(Common Gateway Interface)全名為“通用網關介面”,WEB 伺服器與PHP應用進行「交談」的一種工具,其程式必須運行在網路伺服器上。 CGI可以用任何一種語言來寫,只要這種語言有標準輸入、輸出和環境變數。如php、perl、tcl等。

WEB伺服器會傳哪些資料給PHP解析器呢? URL、查詢字串、POST資料、HTTP header都會有。所以,CGI就是規定要傳哪些數據,以什麼樣的格式傳遞給後方處理這個請求的協定。仔細想想,你在PHP程式碼中使用的使用者從哪裡來的。

也就是說,CGI就是專門用來和 web 伺服器打交道的。 web伺服器收到使用者請求,就會把請求提交給cgi程式(如php-cgi),cgi程式根據請求提交的參數作應處理(解析php),然後輸出標準的html語句,傳回給web服伺服器, WEB伺服器再回傳給客戶端,這就是普通cgi的工作原理。

CGI的好處就是完全獨立於任何伺服器,只是做為中間分子。提供介面給apache和php。他們透過cgi搭線來完成資料傳遞。這樣做的好處了盡量減少2個的關聯,使他們2變得更獨立。

但是CGI有個蛋痛的地方,就是每一次web請求都會有啟動和退出過程,也就是最為人詬病的fork-and-execute模式,這樣一在大規模並發下,就死翹翹了。

FastCGI介紹

FastCGI簡單介紹

從根本上來說,FastCGI是用來提升CGI程式效能的。類似CGI,FastCGI也可以說是一種協定

FastCGI像是一個常駐(long-live)型的CGI,它可以一直執行著,只要啟動後,不會每次都要花費時間去fork一次。它還支援分散式的運算, 即 FastCGI 程式可以在網站伺服器以外的主機上執行,並且接受來自其它網站伺服器來的請求。

FastCGI是語言無關的、可伸縮架構的CGI開放擴展,其主要行為是將CGI解釋器進程保持在記憶體中,並因此獲得較高的效能。眾所周知,CGI解釋器的反覆載入是CGI效能低下的主要原因,如果CGI解釋器保持在記憶體中,並接受FastCGI進程管理器調度,則可以提供良好的效能、伸縮性、Fail- Over特性等等。

FastCGI的工作原理

FastCGI介面方式採用C/S結構,可以將HTTP伺服器和腳本解析伺服器分開,同時在腳本解析伺服器上啟動一個或多個腳本解析守護程式。當HTTP伺服器每次遇到動態程式時,可以直接交付給FastCGI進程來執行,然後將得到的結果傳回瀏覽器。這種方式可以讓HTTP伺服器專一地處理靜態請求,或將動態腳本伺服器的結果傳回給客戶端,這在很大程度上提高了整個應用系統的效能。

CGI、FastCGI和PHP-FPM關係圖解

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

  2. #FastCGI進程管理器本身初始化,啟動多個CGI解釋器進程(可建置多個php-cgi),並等待來自Web Server的連線。

  3. 當客戶端請求到達Web Server時,FastCGI進程管理器選擇並連線到一個CGI解釋器。 Web server將CGI環境變數和標準輸入傳送到FastCGI子進程php-cgi。

  4. FastCGI子進程完成處理後,將標準輸出和錯誤訊息從相同連線返回Web Server。當FastCGI子程序關閉連線時,請求便告處理完成。 FastCGI子進程接著等待,並處理來自FastCGI進程管理器(運行在Web Server中)的下一個連線。在CGI模式中,php-cgi在此便退出了。

FastCGI與CGI特性:

  1. #對CGI來說,每個Web請求PHP都必須重新解析php.ini、重新載入全部擴展,並重新初始化全部資料結構。而使用FastCGI,所有這些都只在進程啟動時發生一次。一個額外的好處是,持續資料庫連線(Persistent database connection)可以運作。

  2. 由於FastCGI是多進程,所以比CGI多執行緒消耗更多的伺服器內存,php-cgi解釋器每進程消耗7至25兆內存,將這個數字乘以50或100就是很大的記憶體數。

PHP-FPM介紹

要了解PHP-FPM,就得先說說PHP-CGI。

PHP-CGI就是PHP實作的自帶的FastCGI管理器。雖然是php官方出品,但是這丫的卻一點也不給力,性能太差,而且也很麻煩不人性化,主要體現在:

  1. php-cgi變更php. ini配置後,需重新啟動php-cgi才能讓新的php-ini生效,不可以平滑重啟。

  2. 直接殺死php-cgi進程,php就不能運作了。

上面2個問題,一直讓很多人病垢了很久,所以很多人還是在用 Module 方式。直到2004年一個叫Andrei Nigmatulin的屌絲發明了PHP-FPM ,這神器的出現就徹底打破了這種局面,這是一個PHP專用的CGI、FastCGI和PHP-FPM關係圖解 管理器,它很爽的克服了上面2個問題,而且,也表現在其他方面更表現強勁。

也就是說,PHP-FPM 是對於 FastCGI 協定的具體實現,他負責管理一個進程池,來處理來自Web伺服器的請求。 目前,PHP5.3版本之後,PHP-FPM是內建於PHP的

因為PHP-CGI只是個CGI程序,他自己本身只能解析請求,回傳結果,不會進程管理。所以就出現了一些能夠調度 php-cgi 進程的程序,比如說由lighthttpd分離出來的spawn-fcgi。同樣,PHP-FPM也是用來調度管理PHP解析器php-cgi的管理程式。

PHP-FPM透過產生新的子程序可以實現php.ini修改後的平滑重啟。

總結

最後,我們來總結一下,這些技術經過不斷的升級,可以解決什麼問題(不然也不會升級嘛)。

所以,如果要建立一個高效能的PHP WEB伺服器,目前最佳的方式是Apache/Nginx FastCGI PHP-FPM( PHP-CGI)方式了,不要再使用Module載入或CGI 方式啦:)

這篇文章圖片用Vis​​io製作,原始檔案:php-fpm

原文網址:https://www.awaimai.com/371.html

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來源:php.cn
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