CGI、FastCGI和PHP-FPM關係圖解

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，會經常遇到 PHP-FPM、FastCGI和CGI 這幾個概念。如果對它們一知半解，很難搭建出高效能的伺服器。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，如果用戶端請求的是 index.html，那麼Web Server會去檔案系統中找到這個檔案，發送給瀏覽器，這裡分發的是待用資料。

如果請求的是 index.php，根據設定檔，Web Server知道這個不是靜態檔案，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，會啟動對應的 CGI 程式，這裡就是PHP的解析器。接下來PHP解析器會解析php.ini檔案，初始化執行環境，然後處理請求，再以規定CGI規定的格式返回處理後的結果，退出進程，Web server再把結果返回給瀏覽器。這就是一個完整的動態PHP Web訪問流程，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議。

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

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

• PHP-FPM：是 PHP（Web Application）對 Web Server 提供的 FastCGI 協議的介面程式，額外還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

在瞭解 CGI 之前，我們先瞭解一下Web server 傳遞資料的另外一種方法：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# 修改如下內容<IfModule dir_module>    DirectoryIndex index.php index.html</IfModule>

上面是 Windows 下安裝php和apache環境後手動設定，在linux下源碼安裝大致是這樣配置的：

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

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作為apache的一個子模組來運行。當通過web訪問php檔案時，apache就會調用php5_module來解析php代碼。

那麼php5_module是怎麼來將資料傳給php解析器來解析php代碼的呢？答案是通過sapi。

我們再來看一張圖，詳細的說說apache 與 php 與 sapi的關係：

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介面，有點類似於socket，使得PHP可以和其他應用進行互動資料（apache，nginx等）。php預設提供了很多種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調用php執行的過程如下：

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

好了。apache與php通過php5_module的方式就搞清楚了吧！

這種模式將php模組安裝到apache中，所以每一次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。

在中，我們很清晰的可以看到，apache每接收一個請求，都會產生一個進程來串連php通過sapi來完成請求，可想而知，如果一旦使用者過多，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）全稱是“通用閘道介面”，WEB 伺服器與PHP應用進行“交談”的一種工具，其程式須運行在網路伺服器上。CGI可以用任何一種語言編寫，只要這種語言具有標準輸入、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就是規定要傳哪些資料，以什麼樣的格式傳遞給後方處理這個請求的協議。仔細想想，你在PHP代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 網頁伺服器打交道的。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，返回給web服伺服器，WEB伺服器再返回給用戶端，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，僅僅是做為中間分子。提供介面給apache和php。他們通過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有個蛋疼的地方，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是用來提高CGI程式效能的。類似於CGI，FastCGI也可以說是一種協議。

FastCGI像是一個常駐(long-live)型的CGI，它可以一直執行著，只要啟用後，不會每次都要花費時間去fork一次。它還支援分布式的運算, 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開放擴充，其主要行為是將CGI解譯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解譯器的反覆載入是CGI效能低下的主要原因，如果CGI解譯器保持在記憶體中，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伺服器和指令碼解析伺服器分開，同時在指令碼解析伺服器上啟動一個或者多個指令碼解析守護進程。當HTTP伺服器每次遇到動態程式時，可以將其直接交付給FastCGI進程來執行，然後將得到的結果返回給瀏覽器。這種方式可以讓HTTP伺服器專一地處理靜態請求，或者將動態指令碼伺服器的結果返回給用戶端，這在很大程度上提高了整個應用系統的效能。

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

2. FastCGI進程管理器自身初始化，啟動多個CGI解譯器進程(可建多個php-cgi)，並等待來自Web Server的串連。

3. 當用戶端請求到達Web Server時，FastCGI進程管理器選擇並串連到一個CGI解譯器。Web server將CGI環境變數和標準輸入發送到FastCGI子進程php-cgi。

4. FastCGI子進程完成處理後，將標準輸出和錯誤資訊從同一串連返回Web Server。當FastCGI子進程關閉串連時，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)的下一個串連。 在CGI模式中，php-cgi在此便退出了。

FastCGI與CGI特點：

1. 對於CGI來說，每一個Web請求PHP都必須重新解析php.ini、重新載入全部擴充，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，持續資料庫連接(Persistent database connection)可以工作。

2. 由於FastCGI是多進程，所以比CGI多線程消耗更多的伺服器記憶體，php-cgi解譯器每進程消耗7至25兆記憶體，將這個數字乘以50或100就是很大的記憶體數。

PHP-FPM介紹

要瞭解PHP-FPM，就得先說說PHP-CGI。

PHP-CGI就是PHP實現的內建的FastCGI管理器。 雖然是php官方出品，但是這丫的卻一點也不給力，效能太差，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，需重啟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就不能運行了。

上面2個問題，一直讓很多人病垢了很久，所以很多人一直還是在用 Module 方式。 直到 2004年一個叫 Andrei Nigmatulin的屌絲髮明了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 fastcgi 管理器，它很爽的克服了上面2個問題，而且，還表現在其他方面更表現強勁。

也就是說，PHP-FPM 是對於 FastCGI 協議的具體實現，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程式，他自己本身只能解析請求，返回結果，不會進程管理。所以就出現了一些能夠調度 php-cgi 進程的程式，比如說由lighthttpd分離出來的spawn-fcgi。同樣，PHP-FPM也是用於調度管理PHP解析器php-cgi的管理程式。

PHP-FPM通過產生新的子進程可以實現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，如果要搭建一個高效能的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載入或者 CGI 方式啦：）

本文章圖片用Visio製作，源檔案：php-fpm

原文地址：https://www.awaimai.com/371.html

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