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 服務器時，會經常遇到 PHP-FPM、FastCGI和CGI 這幾個概念。如果對它們一知半解，很難搭建出高性能的服務器。接下來我們就以圖形方式，解釋這些概念之間的關系。

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，如果客戶端請求的是 index.html，那么Web Server會去文件系統中找到這個文件，發送給瀏覽器，這里分發的是靜態數據。

如果請求的是 index.php，根據配置文件，Web Server知道這個不是靜態文件，需要去找 PHP 解析器來處理，那么他會把這個請求簡單處理，然后交給PHP解析器。

當Web Server收到 index.php 這個請求后，會啟動對應的 CGI 程序，這里就是PHP的解析器。接下來PHP解析器會解析php.ini文件，初始化執行環境，然后處理請求，再以規定CGI規定的格式返回處理后的結果，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 之間數據交換的一種協議。

• FastCGI：同 CGI，是一種通信協議，但比 CGI 在效率上做了一些優化。同樣，SCGI 協議與 FastCGI 類似。

• PHP-CGI：是 PHP （Web Application）對 Web Server 提供的 CGI 協議的接口程序。

• PHP-FPM：是 PHP（Web Application）對 Web Server 提供的 FastCGI 協議的接口程序，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等服務器，

• Web Application 一般指PHP、Java、Asp.net等應用程序。

Module方式

在了解 CGI 之前，我們先了解一下Web server 傳遞數據的另外一種方法：PHP Module加載方式。以 Apache 為例，在PHP Module方式中，是不是在 Apache 的配置文件 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環境后手動配置，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 來加載 php5_module，就是把php作為apache的一個子模塊來運行。當通過web訪問php文件時，apache就會調用php5_module來解析php代碼。

那么php5_module是怎么來將數據傳給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的關系：

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信的接口，有點類似于socket，使得PHP可以和其他應用進行交互數據（apache，nginx等）。php默認提供了很多種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模塊安裝到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。

在上圖中，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連接php通過sapi來完成請求，可想而知，如果一旦用戶過多，并發數過多，服務器就會承受不住了。

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“通用網關接口”，WEB 服務器與PHP應用進行“交談”的一種工具，其程序須運行在網絡服務器上。CGI可以用任何一種語言編寫，只要這種語言具有標準輸入、輸出和環境變量。如php、perl、tcl等。

WEB服務器會傳哪些數據給PHP解析器呢？URL、查詢字符串、POST數據、HTTP header都會有。所以，CGI就是規定要傳哪些數據，以什么樣的格式傳遞給后方處理這個請求的協議。仔細想想，你在PHP代碼中使用的用戶從哪里來的。

也就是說，CGI就是專門用來和 web 服務器打交道的。web服務器收到用戶請求，就會把請求提交給cgi程序（如php-cgi），cgi程序根據請求提交的參數作應處理（解析php），然后輸出標準的html語句，返回給web服服務器，WEB服務器再返回給客戶端，這就是普通cgi的工作原理。

CGI的好處就是完全獨立于任何服務器，僅僅是做為中間分子。提供接口給apache和php。他們通過cgi搭線來完成數據傳遞。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，這樣一在大規模并發下，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程序性能的。類似于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，只要激活后，不會每次都要花費時間去fork一次。它還支持分布式的運算, 即 FastCGI 程序可以在網站服務器以外的主機上執行，并且接受來自其它網站服務器來的請求。

FastCGI是語言無關的、可伸縮架構的CGI開放擴展，其主要行為是將CGI解釋器進程保持在內存中，并因此獲得較高的性能。眾所周知，CGI解釋器的反復加載是CGI性能低下的主要原因，如果CGI解釋器保持在內存中，并接受FastCGI進程管理器調度，則可以提供良好的性能、伸縮性、Fail- Over特性等等。

FastCGI的工作原理

FastCGI接口方式采用C/S結構，可以將HTTP服務器和腳本解析服務器分開，同時在腳本解析服務器上啟動一個或者多個腳本解析守護進程。當HTTP服務器每次遇到動態程序時，可以將其直接交付給FastCGI進程來執行，然后將得到的結果返回給瀏覽器。這種方式可以讓HTTP服務器專一地處理靜態請求，或者將動態腳本服務器的結果返回給客戶端，這在很大程度上提高了整個應用系統的性能。

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解釋器進程(可建多個php-cgi)，并等待來自Web Server的連接。

3. 當客戶端請求到達Web Server時，FastCGI進程管理器選擇并連接到一個CGI解釋器。Web server將CGI環境變量和標準輸入發送到FastCGI子進程php-cgi。

4. FastCGI子進程完成處理后，將標準輸出和錯誤信息從同一連接返回Web Server。當FastCGI子進程關閉連接時，請求便告處理完成。FastCGI子進程接著等待，并處理來自FastCGI進程管理器(運行在Web Server中)的下一個連接。 在CGI模式中，php-cgi在此便退出了。

FastCGI與CGI特點：

1. 對于CGI來說，每一個Web請求PHP都必須重新解析php.ini、重新載入全部擴展，并重新初始化全部數據結構。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，持續數據庫連接(Persistent database connection)可以工作。

2. 由于FastCGI是多進程，所以比CGI多線程消耗更多的服務器內存，php-cgi解釋器每進程消耗7至25兆內存，將這個數字乘以50或100就是很大的內存數。

PHP-FPM介紹

要了解PHP-FPM，就得先說說PHP-CGI。

PHP-CGI就是PHP實現的自帶的FastCGI管理器。 雖然是php官方出品，但是這丫的卻一點也不給力，性能太差，而且也很麻煩不人性化，主要體現在：

1. php-cgi變更php.ini配置后，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的屌絲發明了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 是對于 FastCGI 協議的具體實現，他負責管理一個進程池，來處理來自Web服務器的請求。目前，PHP5.3版本之后，PHP-FPM是內置于PHP的。

因為PHP-CGI只是個CGI程序，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 進程的程序，比如說由lighthttpd分離出來的spawn-fcgi。同樣，PHP-FPM也是用于調度管理PHP解析器php-cgi的管理程序。

PHP-FPM通過生成新的子進程可以實現php.ini修改后的平滑重啟。

總結

最后，我們來總結一下，這些技術經過不斷的升級，可以解決什么問題（不然也不會升級嘛）。

所以，如果要搭建一個高性能的PHP WEB服務器，目前最佳的方式是Apache/Nginx + FastCGI + PHP-FPM(+PHP-CGI)方式了，不要再使用 Module加載或者 CGI 方式啦：）

本文章圖片用Visio制作，源文件：php-fpm

原文地址：https://www.awaimai.com/371.html

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