PHP-FPM 进化史

0xBoo

最近有幸读到一篇文章,一文将CGI 的进化史讲的特别详细,虽然我自己之前也整理过 CGI、FastCGI、PHP-FPM 相关的笔记,但是并没有从原理的角度来认识 CGI。

CGI 的诞生

早些年的Web 应用很简单,客户端通过浏览器发起请求,服务端直接返回响应。

随着互联网的发展,简单的Web 应用已经不能满足开发者们了。
我们希望Web服务器有更多的功能,飞速发展的同时还能让不同语言的开发者也能加入。

CGI协议协议的诞生就是 Web服务器和其他领域的开发者在保证遵守协议的基础上,剩下的可以自由发挥,而实现这个协议的脚本叫做CGI 程序。

CGI协议规定了需要向CGI脚本设置的环境变量和一些其他信息,CGI程序完成某一个功能,可以用PHP,Python,Shell或者C语言编写。

在没有CGI 之前,其他语言如果需要接入Mysql 或者Memcache,还需要使用C 语言,但有了CGI协议,我们的Web处理流程可以变成下图这样:

FastCGI 的诞生

CGI程序存在致命的缺点:每当客户端发起请求,服务器将请求转发给CGI,WEB 服务器就请求操作系统生成一个新的CGI解释器进程(如php-cgi),CGI进程则处理完一个请求后退出,下一个请求来时再创建新进程。

我们知道,执行一个PHP程序的必须要先解析php.ini文件,然后模块初始化等等一系列工作,每次都反复这样非常浪费资源。

FastCGI协议在CGI协议的基础上,做出了如下改变:

  1. FastCGI被设计用来支持常驻(long-lived)应用进程,减少了fork-and-execute带来的开销
  2. FastCGI进程通过监听的socket,收来自Web服务器的连接,这样FastCGI 进程可以独立部署
  3. 服务器和FastCGI监听的socket 之间按照消息的形式发送环境变量和其他数据

我们称实现了FastCGI协议的程序为FastCGI程序,FastCGI程序的交互方式如下图所示:

PHP-FPM 的诞生

FastCGI 程序固然已经很好了,但我们的需求总是有点苛刻,它还是存在一些明显缺点的:

  1. 当我们更改配置文件(php.ini)后,php-cgi(FastCGI 程序) 无法平滑重启
  2. 我们fork的进程个数和请求量正比,请求繁忙时 fork 进程多,动态调整 php-cgi还没做到

上面提及php-cgi 实现的FastCGI问题官方没有解决,幸运的是有第三方帮我们解决了,它就是 php-fpm

它可以独立运行,不依赖php-cgi,换句话说,它自己实现了FastCGI协议并且支持进程平滑重启且带进程管理功能。

进程包含 master 进程和 worker 进程两类进程。

master 进程只有一个,负责监听端口,接收来自Web Server 的请求,而 worker 进程则一般有多个(具体数量根据实际需要配置),每个进程内部都嵌入了一个PHP 解释器,是PHP 代码正真执行的地方。

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