簡單了解下CGI、FastCGI和php-fpm的概念和區別和運行原理

• 2019 年 10 月 10 日
• 筆記

什麼是CGI?

CGI（Common Gateway Interface），公共網關接口，它是Web服務器與外部應用程序（CGI程序）之間傳遞信息的接口標準。通過CGI接口，Web服務器就能夠獲取客戶端提交的信息，並轉交給服務器端的CGI程序處理，最後返回結果給客戶端。

也就是說，CGI實際上是一個接口標準。我們通常所說的CGI是指CGI程序，即實現了CGI接口標準的程序。

只要某種語言具有標準輸入、輸出和環境變量，如perl、php、C等，就可以用來編寫CGI程序。

CGI程序的工作方式：

Web服務器一般只處理靜態文件請求（如 jpg、htm、html），如果碰到一個動態腳本請求（如php），web服務器主進程，就fork出一個新的進程來啟動CGI程序，也就是說將動態腳本請求交給CGI程序來處理。啟動CGI程序需要一個過程，比如，讀取配置文件，加載擴展等。CGI程序啟動後，就會解析動態腳本，然後將結果返回給Web服務器，最後Web服務器再將結果返回給客戶端，剛才fork的進程也會隨之關閉。

這樣，每次用戶請求動態腳本，Web服務器都要重新fork一個新進程，去啟動CGI程序，由CGI程序來處理動態腳本，處理完後進程隨之關閉。

這種工作方式的效率是非常低下的。

PHP 解釋器是否嵌入 Web 服務器進程內部執行

後來，出現了一種比較高效的方式：Web服務器內置模塊。例如，apache的mod_php模塊。將php解釋器做成模塊，然後加載到apache服務器中。

這樣，apache服務器在啟動的時候，就會同時啟動php模塊。當客戶端請求php文件時，apache服務器就不用再fork出一個新進程來啟動php解釋器，而是直接將php文件交給運行中的php模塊處理。顯然，這種方式下，效率會比較高。

由於在apache服務器啟動時，才會讀取php的配置文件，加載php模塊，在apache的運行過程中。不會再重新讀取php的配置文件。所以，每次我們修改了php的配置文件後，必須重啟apache，新的php配置文件才會生效。

mod_php 通過嵌入 PHP 解釋器到 Apache 進程中，只能與 Apache 配合使用，而 cgi 和 fast-cgi 以獨立的進程的形式出現，只要對應的Ｗeb服務器實現 cgi 或者 fast-cgi 協議，就能夠處理 PHP 請求。mod_php 這種嵌入的方式最大的弊端就是內存佔用大，不論是否用到 PHP 解釋器都會將其加載到內存中，典型的就是處理CSS、JS之類的靜態文件是完全沒有必要加載解釋器。

什麼是FastCGI？

FastCGI就像是一個常駐（long-live）型的CGI程序，它可以一直運行着。FastCGI程序也可以和Web服務器分別部署在不同的主機上，它還可以接受來自其他Web服務器的請求。

FastCGI也是語言無關的。其主要行為是將CGI解釋器進程保持在內存中並因此獲得高效的性能。眾所周知，CGI解釋器的反覆加載是CGI性能低下的主要原因。

FastCGI是一種進程管理工具，它可以在內存中管理CGI進程。

FastCGI進程管理器需要單獨啟動。啟動FastCGI後，會生成一個FastCGI主進程和多個子進程（子進程其實就是CGI解釋器進程）。

當客戶端請求Web服務器上的動態腳本時，Web服務器會將動態腳本通過TCP協議交給FastCGI主進程，FastCGI主進程根據情況，安排一個空閑的子進程來解析動態腳本，處理完成後將結果返回給Web服務器，Web服務器再將結果返回給客戶端。該客戶端請求處理完畢後，FastCGI子進程並不會隨之關閉，而是繼續等待主進程安排工作任務。

FastCGI的重要特點：

1、FastCGI是HTTP服務器和動態腳本語言間通信的接口或者工具。

2、FastCGI優點是把動態語言解析和HTTP服務器分離開來。

3、Nginx、Apache、Lighttpd以及多數動態語言都支持FastCGI。

4、FastCGI接口方式採用C/S架構，分為客戶端（HTTP服務器）和服務端（動態語言解析服務器）。

5、PHP動態語言服務端可以啟動多個FastCGI的守護進程。

6、HTTP服務器通過FastCGI客戶端和動態語言FastCGI服務端通信。

原理圖及運行過程：

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

二、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)，並等待來自Web Server的連接。

三、當客戶端請求到達Web Server時，FastCGI進程管理器選擇並連接到一個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。

四、FastCGI子進程完成處理後，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子進程接着等待，並處理來自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

什麼是php-fpm？

fpm是FastCGI Process Manager的縮寫，那麼，fpm就是FastCGI進程管理器的簡稱。

php-fpm就是php中的FastCGI進程管理器。

對於php5.3之前的版本來說，php-fpm是一個第三方的補丁包，旨在將FastCGI進程管理整合進PHP包中。

在php5.3之後的版本中，php-fpm不再是第三方的包，它已經被集成到php的源碼中了。php-fpm提供了更好的PHP進程管理方式，可以有效控制內存和進程、可以平滑重載PHP配置，比spawn-fcgi具有更多優點，所以php-fpm被PHP官方收購了。

php-fpm的管理對象是php-cgi。但不能說php-fpm是fastcgi進程的管理器，因為前面說了fastcgi是個協議，似乎沒有這麼個進程存在，就算存在php-fpm也管理不了他（至少目前是）。 有的說，php-fpm是php內核的一個補丁以前是對的。因為最開始的時候php-fpm沒有包含在PHP內核裏面，要使用這個功能，需要找到與源碼版本相同的php-fpm對內核打補丁，然後再編譯。後來PHP內核集成了PHP-FPM之後就方便多了，使用–enalbe-fpm這個編譯參數即可。