(PHP7核心剖析-1) CGI與FastCGI

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。
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

CGI工作流程

1.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。

2.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。

FastCGI工作流程

1.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。

2.當Web Server收到 index.php 這個請求後,FastCGI程式(FastCGI在啟動時就初始化執行執行環境，每個CGI進程池各個CGI進程共用執行環境)在CGI進程池中選擇一個CGI進程處理請求，再以規定CGI規定的格式返回處理後的結果，繼續等待下一個請求。

PHP-FPM基本實現

1.PHP-FPM的實現就是建立一個master進程，在master進程中建立worker pool並讓其監聽socket，然後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，它在啟動後阻塞在accept上，有請求到達後開始讀取請求資料，讀取完成後開始處理然後再返回，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一個請求，只有把這個請求處理完成後才會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訊，master通過共用記憶體擷取worker進程的資訊，比如worker進程目前狀態、已處理請求數等，當master進程要殺掉一個worker進程時則通過發送訊號的方式通知worker進程。

3.PHP-FPM可以同時監聽多個連接埠，每個連接埠對應一個worker pool，而每個pool下對應多個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請求到達後被worker接收，然後開始接收並解析請求資料，直到request資料完全到達；
3.請求初始化： 執行php_request_startup()，此階段會調用每個擴充的：PHP_RINIT_FUNCTION()；
4.編譯、執行： 由php_execute_script()完成PHP指令碼的編譯、執行；
5.關閉請求： 請求完成後執行php_request_shutdown()，此階段會調用每個擴充的：PHP_RSHUTDOWN_FUNCTION()，然後進入步驟(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出相應數量的worker進程，即worker進程數是固定不變的

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

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

PHP-FPM事件管理器

1.sp[1]管道可讀事件:這個事件是master用於處理訊號的

2.fpm_pctl_perform_idle_server_maintenance_heartbeat():這是進程管理實現的主要事件，master啟動了一個定時器，每隔1s觸發一次，主要用於dynamic、ondemand模式下的worker管理，master會定時檢查各worker pool的worker進程數，通過此定時器實現worker數量的控制

3.fpm_pctl_heartbeat():這個事件是用於限制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間長度超過了這個值那麼master將會向此worker進程發送kill -TERM訊號殺掉worker進程，此配置單位為秒，預設值為0表示關閉此機制

4.fpm_pctl_on_socket_accept():ondemand模式下master監聽的新請求到達的事件，因為ondemand模式下fpm啟動時是不會預建立worker的，有請求時才會產生子進程，所以請求到達時需要通知master進程