解释 CGI、FastCGI、php-fpm 之间的关系

前一段时间又重读了《HTTP权威指南》一书，觉得有一些理论知识还是蛮重要的，需要进行一番整理，让自己之后对整条web链路有个更清晰的认识。

一：Http请求：

当用户打开浏览器并输入一串url地址时，到最终页面内容呈现在用户眼前时，这之间的步骤可大致整理如下：

1）用户输入。

2）浏览器解析出 主机名 。

3）浏览器查询这个主机名的ip地址如192.168.0.1（即 dns解析 ）并获得端口号如80

4）浏览器发起到192.168.0.1:80的连接。（ tcp 连接首次握手）

5）浏览器向服务器发送一条http get或post 报文 。（有可能会先发送给proxy或gateway，再由它们转发给服务器，如 nginx 做 反向代理 以实现负载均衡）

6）浏览器从服务器读取http响应报文。

7）浏览器关闭连接。

以上便是一条http请求的大致过程，理论上所有的http通信都是由tcp/ip承载的，即http使用tcp连接，其保证了在资源传输过程中是可靠的／不会丢失或损坏的。

注：http和https比较，https就是在http层和tcp层之间接入了一个密码加密层，称之为TLS或SSL,常用于一些支付等安全性要求较高的网站。

注：关于http的性能优化，tcp连接的时延和瓶颈等，之后可能需要另整理一份。

二： web服务器

web服务器可以用来表示web服务器的软件，也可以表示提供web页面的特定设备或机器。这边主要是指通用软件web服务器，如 apache 或nginx。

《http权威指南》中有一份用perl脚本写的web服务器的源码，实现了最简单的收发客户端报文的功能。

当然，实际的web服务器比这要复杂的多，核心步骤整理如下：

1）接受一个客户端（浏览器）连接，或者拒绝该客户端的连接并将其关闭。

2）接受请求，从网络中读取一条http请求报文并解析。

3）处理请求，对请求报文进行解析。

4）访问资源，访问报文中指定的资源，有可能是缓存好的html静态页面或图片资源，也有可能是动态资源，如php文件，此时web server会通过fast CGI 请求php应用程序以此产生动态资源，下面会详细讲。

5）创建http响应报文，并回送给客户端。

6） 纪录 事务处理过程，即记log。

三：Fastcgi与 php-fpm :

讲Fastcgi之前需要先讲CGI，CGI是为了保证web server传递过来的数据是标准格式的，它是一个协议，方便CGI程序的编写者。Fastcgi是CGI的更高级的一种方式，是用来提高CGI程序性能的。

web server（如nginx）只是内容的分发者。比如，如果请求/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，这里分发的是静态资源。

如果现在请求的是/index.php，根据配置文件，nginx知道这个不是静态文件，需要去找PHP解析器来处理，那么他会把这个请求简单处理后交给PHP解析器。此时CGI便是规定了要传什么数据／以什么格式传输给php解析器的协议。

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，然后处理请求，再以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。

那么CGI相较于Fastcgi而言其性能瓶颈在哪呢？CGI针对每个http请求都是fork一个新进程来进行处理，处理过程包括解析php.ini文件，初始化执行环境等，然后这个进程会把处理完的数据返回给web服务器，最后web服务器把内容发送给用户，刚才fork的进程也随之退出。 如果下次用户还请求动态资源，那么web服务器又再次fork一个新进程，周而复始的进行。

而Fastcgi则会先fork一个master，解析配置文件，初始化执行环境，然后再fork多个worker。当请求过来时，master会传递给一个worker，然后立即可以接受下一个请求。这样就避免了重复的劳动，效率自然是高。而且当worker不够用时，master可以根据配置预先启动几个worker等着；当然空闲worker太多时，也会停掉一些，这样就提高了性能，也节约了资源。这就是Fastcgi的对进程的管理。大多数Fastcgi实现都会维护一个进程池。注：swoole作为httpserver，实际上也是类似这样的工作方式。

那PHP-FPM又是什么呢？它是一个实现了Fastcgi协议的程序,用来管理Fastcgi起的进程的,即能够调度php-cgi进程的程序。现已在PHP内核中就集成了PHP-FPM，使用–enalbe-fpm这个编译参数即可。另外，修改了php. ini 配置文件后，没办法平滑重启，需要重启php-fpm才可。此时新fork的worker会用新的配置，已经存在的worker继续处理完手上的活。