PHP内核探索:PHP的FastCGI

FastCGI的整个工作流程
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CGI全称是“通用网关接口”(Common Gateway Interface), 它可以让一个客户端,从网页浏览器向执行在Web服务器上的程序请求数据。 CGI描述了客户端和这个程序之间传输数据的一种标准。 CGI的一个目的是要独立于任何语言的,所以CGI可以用任何一种语言编写,只要这种语言具有标准输入、输出和环境变量。 如php,perl,tcl等。

FastCGI是Web服务器和处理程序之间通信的一种协议, 是CGI的一种改进方案,FastCGI像是一个常驻(long-live)型的CGI, 它可以一直执行,在请求到达时不会花费时间去fork一个进程来处理(这是CGI最为人诟病的fork-and-execute模式)。 正是因为他只是一个通信协议,它还支持分布式的运算,即 FastCGI 程序可以在网站服务器以外的主机上执行并且接受来自其它网站服务器来的请求。

FastCGI是语言无关的、可伸缩架构的CGI开放扩展,将CGI解释器进程保持在内存中,以此获得较高的性能。 CGI程序反复加载是CGI性能低下的主要原因,如果CGI程序保持在内存中并接受FastCGI进程管理器调度, 则可以提供良好的性能、伸缩性、Fail-Over特性等。

一般情况下,FastCGI的整个工作流程是这样的:

  1. Web Server启动时载入FastCGI进程管理器(IIS ISAPI或Apache Module)
  2. FastCGI进程管理器自身初始化,启动多个CGI解释器进程(可见多个php-cgi)并等待来自Web Server的连接。
  3. 当客户端请求到达Web Server时,FastCGI进程管理器选择并连接到一个CGI解释器。 Web server将CGI环境变量和标准输入发送到FastCGI子进程php-cgi。
  4. FastCGI子进程完成处理后将标准输出和错误信息从同一连接返回Web Server。当FastCGI子进程关闭连接时, 请求便告处理完成。FastCGI子进程接着等待并处理来自FastCGI进程管理器(运行在Web Server中)的下一个连接。 在CGI模式中,php-cgi在此便退出了。

PHP的CGI实现了Fastcgi协议,是一个TCP或UDP协议的服务器接受来自Web服务器的请求, 当启动时创建TCP/UDP协议的服务器的socket监听,并接收相关请求进行处理。随后就进入了PHP的生命周期: 模块初始化,sapi初始化,处理PHP请求,模块关闭,sapi关闭等就构成了整个CGI的生命周期。

以TCP为例,在TCP的服务端,一般会执行这样几个操作步骤:

  1. 调用socket函数创建一个TCP用的流式套接字;
  2. 调用bind函数将服务器的本地地址与前面创建的套接字绑定;
  3. 调用listen函数将新创建的套接字作为监听,等待客户端发起的连接,当客户端有多个连接连接到这个套接字时,可能需要排队处理;
  4. 服务器进程调用accept函数进入阻塞状态,直到有客户进程调用connect函数而建立起一个连接;
  5. 当与客户端创建连接后,服务器调用read_stream函数读取客户的请求;
  6. 处理完数据后,服务器调用write函数向客户端发送应答。

PHP的FastCGI使你的所有php应用软件通过mod_fastci运行,而不是mod_phpsusexec。FastCGI应用速度很快是因为他们持久稳定,不必对每一个请求都启动和初始化。这使得应用程序的开发成为可能,否则在CGI范例是不切实际的(例如一个大型的脚本,或者一个需要 连接单个或多个数据库的应用)。

FastCGI的优点:

  1. PHP脚本运行速度更快(3到30倍)。PHP解释程序被载入内存而不用每次需要时从存储器读取,极大的提升了依靠脚本运行的站点的性能。
  2. 需要使用更少的系统资源。由于服务器不用每次需要时都载入PHP解释程序,你可以将站点的传输速度提升很高而不必增加cpu负担。
  3. 不需要对现有的代码作任何改变。现有的一切都适用于PHP的FastCGI。

但是也会有潜在问题:

  • 对所有的子目录(/home/USERNAME/public_html/php.ini)你只有一个可用的php.ini文件。这是优化网站代码所必需的。如果你需要多个php.ini文件以适应不同的脚本需要,你可以在任何子目录禁用PHP的快速CGI,而其余的地方则继续有效。如果你需要这样做请联系support。
  • 你对PHP环境做的任何升级(如php.ini文件的改变)都有几分钟的延迟。这是因为为了更快的速度你的php.ini文件已经被载入内存,而不是每次需要时再从存储器重新读取。

延伸阅读

此文章所在专题列表如下:

  1. PHP内核探索:从SAPI接口开始
  2. PHP内核探索:一次请求的开始与结束
  3. PHP内核探索:一次请求生命周期
  4. PHP内核探索:单进程SAPI生命周期
  5. PHP内核探索:多进程/线程的SAPI生命周期
  6. PHP内核探索:Zend引擎
  7. PHP内核探索:再次探讨SAPI
  8. PHP内核探索:Apache模块介绍
  9. PHP内核探索:通过mod_php5支持PHP
  10. PHP内核探索:Apache运行与钩子函数
  11. PHP内核探索:嵌入式PHP
  12. PHP内核探索:PHP的FastCGI
  13. PHP内核探索:如何执行PHP脚本
  14. PHP内核探索:PHP脚本的执行细节
  15. PHP内核探索:操作码OpCode
  16. PHP内核探索:PHP里的opcode
  17. PHP内核探索:解释器的执行过程
  18. PHP内核探索:变量概述
  19. PHP内核探索:变量存储与类型
  20. PHP内核探索:PHP中的哈希表
  21. PHP内核探索:理解Zend里的哈希表
  22. PHP内核探索:PHP哈希算法设计
  23. PHP内核探索:翻译一篇HashTables文章
  24. PHP内核探索:哈希碰撞攻击是什么?
  25. PHP内核探索:常量的实现
  26. PHP内核探索:变量的存储
  27. PHP内核探索:变量的类型
  28. PHP内核探索:变量的值操作
  29. PHP内核探索:变量的创建
  30. PHP内核探索:预定义变量
  31. PHP内核探索:变量的检索
  32. PHP内核探索:变量的类型转换
  33. PHP内核探索:弱类型变量的实现
  34. PHP内核探索:静态变量的实现
  35. PHP内核探索:变量类型提示
  36. PHP内核探索:变量的生命周期
  37. PHP内核探索:变量赋值与销毁
  38. PHP内核探索:变量作用域
  39. PHP内核探索:诡异的变量名
  40. PHP内核探索:变量的value和type存储
  41. PHP内核探索:全局变量Global
  42. PHP内核探索:变量类型的转换
  43. PHP内核探索:内存管理开篇
  44. PHP内核探索:Zend内存管理器
  45. PHP内核探索:PHP的内存管理
  46. PHP内核探索:内存的申请与销毁
  47. PHP内核探索:引用计数与写时复制
  48. PHP内核探索:PHP5.3的垃圾回收机制
  49. PHP内核探索:内存管理中的cache
  50. PHP内核探索:写时复制COW机制
  51. PHP内核探索:数组与链表
  52. PHP内核探索:使用哈希表API
  53. PHP内核探索:数组操作
  54. PHP内核探索:数组源码分析
  55. PHP内核探索:函数的分类
  56. PHP内核探索:函数的内部结构
  57. PHP内核探索:函数结构转换
  58. PHP内核探索:定义函数的过程
  59. PHP内核探索:函数的参数
  60. PHP内核探索:zend_parse_parameters函数
  61. PHP内核探索:函数返回值
  62. PHP内核探索:形参return value
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  66. PHP内核探索:面向对象开篇
  67. PHP内核探索:类的结构和实现
  68. PHP内核探索:类的成员变量
  69. PHP内核探索:类的成员方法
  70. PHP内核探索:类的原型zend_class_entry
  71. PHP内核探索:类的定义
  72. PHP内核探索:访问控制
  73. PHP内核探索:继承,多态与抽象类
  74. PHP内核探索:魔术函数与延迟绑定
  75. PHP内核探索:保留类与特殊类
  76. PHP内核探索:对象
  77. PHP内核探索:创建对象实例
  78. PHP内核探索:对象属性读写
  79. PHP内核探索:命名空间
  80. PHP内核探索:定义接口
  81. PHP内核探索:继承与实现接口
  82. PHP内核探索:资源resource类型
  83. PHP内核探索:Zend虚拟机
  84. PHP内核探索:虚拟机的词法解析
  85. PHP内核探索:虚拟机的语法分析
  86. PHP内核探索:中间代码opcode的执行
  87. PHP内核探索:代码的加密与解密
  88. PHP内核探索:zend_execute的具体执行过程
  89. PHP内核探索:变量的引用与计数规则
  90. PHP内核探索:新垃圾回收机制说明

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所以,阅读一百本计算机著作吧,少年!

《软件随想录:程序员部落酋长Joel谈软件》 Joel Spolsky (作者), 阮一峰 (译者)

《软件随想录:程序员部落酋长Joel谈软件》是一部关于软件技术、人才、创业和企业管理的随想文集,作者以诙谐幽默的笔触将自己在软件行业的亲身感悟娓娓道来,观点新颖独特,内容简洁实用。全书分为 36讲,每一讲都是一个独立的专题。《软件随想录:程序员部落酋长Joel谈软件》从不同侧面满足了软件开发人员、设计人员、管理人员及从事软件相关工作的人员的学习与工作需要。

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