(PHP7內(nèi)核剖析-1) CGI與FastCGI

rubyshen 發(fā)布于2019-07-25 14:14 / 3441人閱讀

摘要：是與之間數(shù)據(jù)交換的一種協(xié)議。當收到這個請求后，會啟動對應(yīng)的程序，這里就是的解析器。接下來解析器會解析文件，初始化執(zhí)行環(huán)境，然后處理請求，再以規(guī)定規(guī)定的格式返回處理后的結(jié)果，退出進程，再把結(jié)果返回給瀏覽器。

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

CGI工作流程

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

2.當Web Server收到 index.php 這個請求后，會啟動對應(yīng)的 CGI 程序，這里就是PHP的解析器。接下來PHP解析器會解析php.ini文件，初始化執(zhí)行環(huán)境，然后處理請求，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.如果客戶端請求的是 index.html，那么Web Server會去文件系統(tǒng)中找到這個文件，發(fā)送給瀏覽器，這里分發(fā)的是靜態(tài)數(shù)據(jù)。

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

PHP-FPM基本實現(xiàn)

1.PHP-FPM的實現(xiàn)就是創(chuàng)建一個master進程，在master進程中創(chuàng)建worker pool并讓其監(jiān)聽socket，然后fork出多個子進程(work)，這些子進程各自accept請求，子進程的處理非常簡單，它在啟動后阻塞在accept上，有請求到達后開始讀取請求數(shù)據(jù)，讀取完成后開始處理然后再返回，在這期間是不會接收其它請求的，也就是說PHP-FPM的子進程同時只能響應(yīng)一個請求，只有把這個請求處理完成后才會accept下一個請求

2.PHP-FPM的master進程與worker進程之間不會直接進行通信，master通過共享內(nèi)存獲取worker進程的信息，比如worker進程當前狀態(tài)、已處理請求數(shù)等，當master進程要殺掉一個worker進程時則通過發(fā)送信號的方式通知worker進程。

3.PHP-FPM可以同時監(jiān)聽多個端口，每個端口對應(yīng)一個worker pool，而每個pool下對應(yīng)多個worker進程

Worker工作流程

1.等待請求： worker進程阻塞在fcgi_accept_request()等待請求；
2.解析請求： fastcgi請求到達后被worker接收，然后開始接收并解析請求數(shù)據(jù)，直到request數(shù)據(jù)完全到達；
3.請求初始化：執(zhí)行php_request_startup()，此階段會調(diào)用每個擴展的：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)閉請求：請求完成后執(zhí)行php_request_shutdown()，此階段會調(diào)用每個擴展的：PHP_RSHUTDOWN_FUNCTION()，然后進入步驟(1)等待下一個請求。

Master進程管理

1.static: 這種方式比較簡單，在啟動時master按照pm.max_children配置fork出相應(yīng)數(shù)量的worker進程，即worker進程數(shù)是固定不變的

2.dynamic: 動態(tài)進程管理，首先在fpm啟動時按照pm.start_servers初始化一定數(shù)量的worker，運行期間如果master發(fā)現(xiàn)空閑worker數(shù)低于pm.min_spare_servers配置數(shù)(表示請求比較多，worker處理不過來了)則會fork worker進程，但總的worker數(shù)不能超過pm.max_children，如果master發(fā)現(xiàn)空閑worker數(shù)超過了pm.max_spare_servers(表示閑著的worker太多了)則會殺掉一些worker，避免占用過多資源，master通過這4個值來控制worker數(shù)

3.ondemand: 這種方式一般很少用，在啟動時不分配worker進程，等到有請求了后再通知master進程fork worker進程，總的worker數(shù)不超過pm.max_children，處理完成后worker進程不會立即退出，當空閑時間超過pm.process_idle_timeout后再退出

PHP-FPM事件管理器

1.sp[1]管道可讀事件:這個事件是master用于處理信號的

2.fpm_pctl_perform_idle_server_maintenance_heartbeat():這是進程管理實現(xiàn)的主要事件，master啟動了一個定時器，每隔1s觸發(fā)一次，主要用于dynamic、ondemand模式下的worker管理，master會定時檢查各worker pool的worker進程數(shù)，通過此定時器實現(xiàn)worker數(shù)量的控制

3.fpm_pctl_heartbeat():這個事件是用于限制worker處理單個請求最大耗時的，php-fpm.conf中有一個request_terminate_timeout的配置項，如果worker處理一個請求的總時長超過了這個值那么master將會向此worker進程發(fā)送kill -TERM信號殺掉worker進程，此配置單位為秒，默認值為0表示關(guān)閉此機制

4.fpm_pctl_on_socket_accept():ondemand模式下master監(jiān)聽的新請求到達的事件，因為ondemand模式下fpm啟動時是不會預(yù)創(chuàng)建worker的，有請求時才會生成子進程，所以請求到達時需要通知master進程