基础概念PHP-FPM、FastCGI和CGI

在搭建 LAMP/LNMP 服务器时，会常常遇到 PHP-FPM、FastCGI和CGI 这几个概念。若是对它们只知其一;不知其二，很难搭建出高性能的服务器。接下来咱们就以图形方式，解释这些概念之间的关系。

基础

在整个网站架构中，Web Server（如Apache）只是内容的分发者。举个栗子，若是客户端请求的是 index.html，那么Web Server会去文件系统中找到这个文件，发送给浏览器，这里分发的是静态数据。

若是请求的是 index.php，根据配置文件，Web Server知道这个不是静态文件，须要去找 PHP 解析器来处理，那么他会把这个请求简单处理，而后交给PHP解析器。

当Web Server收到 index.php 这个请求后，会启动对应的 CGI 程序，这里就是PHP的解析器。接下来PHP解析器会解析php.ini文件，初始化执行环境，而后处理请求，再以规定CGI规定的格式返回处理后的结果，退出进程，Web server再把结果返回给浏览器。这就是一个完整的动态PHP Web访问流程，接下来再引出这些概念，就好理解多了，

• CGI：是 Web Server 与 Web Application 之间数据交换的一种协议。
• FastCGI：同 CGI，是一种通讯协议，但比 CGI 在效率上作了一些优化。一样，SCGI 协议与 FastCGI 相似。
• PHP-CGI：是 PHP （Web Application）对 Web Server 提供的 CGI 协议的接口程序。
• PHP-FPM：是 PHP（Web Application）对 Web Server 提供的 FastCGI 协议的接口程序，额外还提供了相对智能一些任务管理。

WEB 中，

• Web Server 通常指Apache、Nginx、IIS、Lighttpd、Tomcat等服务器，
• Web Application 通常指PHP、Java、Asp.net等应用程序。

Module方式

在了解 CGI 以前，咱们先了解一下Web server 传递数据的另一种方法：PHP Module加载方式。以 Apache 为例，在PHP Module方式中，是否是在 Apache 的配置文件 httpd.conf 中加上这样几句：

# 加入如下2句
LoadModule php5_module D:/php/php5apache2_2.dll
AddType application/x-httpd-php .php

# 修改以下内容 <IfModule dir_module> DirectoryIndex index.php index.html </IfModule>

上面是 Windows 下安装php和apache环境后手动配置，在linux下源码安装大体是这样配置的：

# ./configure --with-mysql=/usr/local --with-apache=/usr/local/apache --enable-track-vars

因此，这种方式，他们的共同本质都是用 LoadModule 来加载 php5_module，就是把php做为apache的一个子模块来运行。当经过web访问php文件时，apache就会调用php5_module来解析php代码。

那么php5_module是怎么来将数据传给php解析器来解析php代码的呢？答案是经过sapi。

咱们再来看一张图，详细的说说apache 与 php 与 sapi的关系：

从上面图中，咱们看出了sapi就是这样的一个中间过程，SAPI提供了一个和外部通讯的接口，有点相似于socket，使得PHP能够和其余应用进行交互数据（apache，nginx等）。php默认提供了不少种SAPI，常见的提供给apache和nginx的php5_module、CGI、FastCGI，给IIS的ISAPI，以及Shell的CLI。

因此，以上的apache调用php执行的过程以下：

apache -> httpd -> php5_module -> sapi -> php

好了。apache与php经过php5_module的方式就搞清楚了吧！

这种模式将php模块安装到apache中，因此每一次apache结束请求，都会产生一条进程，这个进程就完整的包括php的各类运算计算等操做。

在上图中，咱们很清晰的能够看到，apache每接收一个请求，都会产生一个进程来链接php经过sapi来完成请求，可想而知，若是一旦用户过多，并发数过多，服务器就会承受不住了。

并且，把mod_php编进apache时，出问题时很难定位是php的问题仍是apache的问题。

CGI

CGI（Common Gateway Interface）全称是“通用网关接口”，WEB 服务器与PHP应用进行“交谈”的一种工具，其程序须运行在网络服务器上。CGI能够用任何一种语言编写，只要这种语言具备标准输入、输出和环境变量。如php、perl、tcl等。

WEB服务器会传哪些数据给PHP解析器呢？URL、查询字符串、POST数据、HTTP header都会有。因此，CGI就是规定要传哪些数据，以什么样的格式传递给后方处理这个请求的协议。仔细想一想，你在PHP代码中使用的用户从哪里来的。

也就是说，CGI就是专门用来和 web 服务器打交道的。web服务器收到用户请求，就会把请求提交给cgi程序（如php-cgi），cgi程序根据请求提交的参数做应处理（解析php），而后输出标准的html语句，返回给web服服务器，WEB服务器再返回给客户端，这就是普通cgi的工做原理。

CGI的好处就是彻底独立于任何服务器，仅仅是作为中间分子。提供接口给apache和php。他们经过cgi搭线来完成数据传递。这样作的好处了尽可能减小2个的关联，使他们2变得更独立。

可是CGI有个蛋疼的地方，就是每一次web请求都会有启动和退出过程，也就是最为人诟病的fork-and-execute模式，这样一在大规模并发下，就死翘翘了。

FastCGI介绍

FastCGI简单介绍

从根本上来讲，FastCGI是用来提升CGI程序性能的。相似于CGI，FastCGI也能够说是一种协议。

FastCGI像是一个常驻(long-live)型的CGI，它能够一直执行着，只要激活后，不会每次都要花费时间去fork一次。它还支持分布式的运算, 即 FastCGI 程序能够在网站服务器之外的主机上执行，而且接受来自其它网站服务器来的请求。

FastCGI是语言无关的、可伸缩架构的CGI开放扩展，其主要行为是将CGI解释器进程保持在内存中，并所以得到较高的性能。众所周知，CGI解释器的反复加载是CGI性能低下的主要缘由，若是CGI解释器保持在内存中，并接受FastCGI进程管理器调度，则能够提供良好的性能、伸缩性、Fail- Over特性等等。

FastCGI的工做原理

FastCGI接口方式采用C/S结构，能够将HTTP服务器和脚本解析服务器分开，同时在脚本解析服务器上启动一个或者多个脚本解析守护进程。当HTTP服务器每次遇到动态程序时，能够将其直接交付给FastCGI进程来执行，而后将获得的结果返回给浏览器。这种方式可让HTTP服务器专注地处理静态请求，或者将动态脚本服务器的结果返回给客户端，这在很大程度上提升了整个应用系统的性能。

1. Web Server启动时载入FastCGI进程管理器（Apache Module或IIS ISAPI等)
2. FastCGI进程管理器自身初始化，启动多个CGI解释器进程(可建多个php-cgi)，并等待来自Web Server的链接。
3. 当客户端请求到达Web Server时，FastCGI进程管理器选择并链接到一个CGI解释器。Web server将CGI环境变量和标准输入发送到FastCGI子进程php-cgi。
4. FastCGI子进程完成处理后，将标准输出和错误信息从同一链接返回Web Server。当FastCGI子进程关闭链接时，请求便告处理完成。FastCGI子进程接着等待，并处理来自FastCGI进程管理器(运行在Web Server中)的下一个链接。 在CGI模式中，php-cgi在此便退出了。

FastCGI与CGI特色：

1. 对于CGI来讲，每个Web请求PHP都必须从新解析php.ini、从新载入所有扩展，并从新初始化所有数据结构。而使用FastCGI，全部这些都只在进程启动时发生一次。一个额外的好处是，持续数据库链接(Persistent database connection)能够工做。
2. 因为FastCGI是多进程，因此比CGI多线程消耗更多的服务器内存，php-cgi解释器每进程消耗7至25兆内存，将这个数字乘以50或100就是很大的内存数。

PHP-FPM介绍

要了解PHP-FPM，就得先说说PHP-CGI。

PHP-CGI就是PHP实现的自带的FastCGI管理器。 虽然是php官方出品，可是这丫的却一点也不给力，性能太差，并且也很麻烦不人性化，主要体如今：

1. php-cgi变动php.ini配置后，需重启php-cgi才能让新的php-ini生效，不能够平滑重启。
2. 直接杀死php-cgi进程，php就不能运行了。

上面2个问题，一直让不少人病垢了好久，因此不少人一直仍是在用 Module 方式。 直到 2004年一个叫 Andrei Nigmatulin的屌丝发明了PHP-FPM ，这神器的出现就完全打破了这种局面，这是一个PHP专用的 fastcgi 管理器，它很爽的克服了上面2个问题，并且，还表如今其余方面更表现强劲。

也就是说，PHP-FPM 是对于 FastCGI 协议的具体实现，他负责管理一个进程池，来处理来自Web服务器的请求。目前，PHP5.3版本以后，PHP-FPM是内置于PHP的。

由于PHP-CGI只是个CGI程序，他本身自己只能解析请求，返回结果，不会进程管理。因此就出现了一些可以调度 php-cgi 进程的程序，好比说由lighthttpd分离出来的spawn-fcgi。一样，PHP-FPM也是用于调度管理PHP解析器php-cgi的管理程序。

PHP-FPM经过生成新的子进程能够实现php.ini修改后的平滑重启。

总结

最后，咱们来总结一下，这些技术通过不断的升级，能够解决什么问题（否则也不会升级嘛）。

因此，若是要搭建一个高性能的PHP WEB服务器，目前最佳的方式是Apache/Nginx + FastCGI + PHP-FPM(+PHP-CGI)方式了，不要再使用 Module加载或者 CGI 方式啦：）

 

引用:CGI、FastCGI和PHP-FPM关系图解