Nginx 与 PHP-FPM 运行原理

一、什么是 CGI

CGI是为了保证web server传递过来的数据是标准格式的，方便CGI程序的编写者。web server（比如说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，这里分发的是静态数据。好了，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。Nginx会传哪些数据给PHP解析器呢？url要有吧，查询字符串也得有吧，POST数据也要有，HTTP header不能少吧，好的，CGI就是规定要传哪些数据、以什么样的格式传递给后方处理这个请求的协议。仔细想想，你在PHP代码中使用的用户从哪里来的。

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，再以规定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。

 

二、什么是 FastCGI

 

FastCGI是一个可伸缩地、高速地在HTTP server和动态脚本语言间通信的接口。多数流行的HTTP server都支持FastCGI，包括Apache、Nginx和lighttpd等，同时，FastCGI也被许多脚本语言所支持，其中就有PHP。

FastCGI是从CGI发展改进而来的。传统CGI接口方式的主要缺点是性能很差，因为每次HTTP服务器遇到动态程序时都需要重新启动脚本解析器来执行解析，然后结果被返回给HTTP服务器。这在处理高并发访问时，几乎是不可用的。另外传统的CGI接口方式安全性也很差，现在已经很少被使用了。

Fastcgi是用来提高CGI程序性能的，那么CGI程序的性能问题在哪呢？"PHP解析器会解析php.ini文件，初始化执行环境"，就是这里了。标准的CGI对每个请求都会执行这些步骤，所以处理每个时间的时间会比较长。这明显不合理嘛！那么Fastcgi是怎么做的呢？首先，Fastcgi会先启一个master，解析配置文件，初始化执行环境，然后再启动多个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。

大家都知道，PHP的解释器是php-cgi。php-cgi只是个CGI程序，他自己本身只能解析请求，返回结果，不会进程管理，所以就出现了一些能够调度php-cgi进程的程序，比如说由lighthttpd分离出来的spawn-fcgi。好了PHP-FPM也是这么个东东，在长时间的发展后，逐渐得到了大家的认可（要知道，前几年大家可是抱怨PHP-FPM稳定性太差的），也越来越流行。 

三、Nginx + FastCGI 运行原理

FastCGI接口方式采用C/S结构，可以将HTTP服务器和脚本解析服务器分开，同时在脚本解析服务器上启动一个或者多个脚本解析守护进程。当HTTP服务器每次遇到动态程序时，可以将其直接交付给FastCGI进程来执行，然后将得到的结果返回给浏览器。这种方式可以让HTTP服务器专一地处理静态请求或者将动态脚本服务器的结果返回给客户端，这在很大程度上提高了整个应用系统的性能。

Nginx 不支持对外部程序的直接调用或者解析，所有的外部程序（包括PHP）必须通过 FastCGI 接口来调用。FastCGI 接口在 Linux 下是 socket，（这个 socket 可以是文件 socket，也可以是 ip socket）。为了调用 CGI 程序，还需要一个 FastCGI 的 wrapper（wrapper可以理解为用于启动另一个程序的程序），这个 wrapper 绑定在某个固定 socket 上，如端口或者文件 socket。当 Nginx 将 CGI 请求发送给这个 socket 的时候，通过 FastCGI 接口，wrapper 接纳到请求，然后派生出一个新的线程，这个线程调用解释器或者外部程序处理脚本并读取返回数据；接着，wrapper 再将返回的数据通过 FastCGI 接口，沿着固定的 socket 传递给 Nginx；最后，Nginx 将返回的数据发送给客户端，这就是 Nginx + FastCGI 的整个运作过程。详细的过程，如图1所示。

 

 

 

 

四、Nginx 与 PHP-FPM

前面介绍过，FastCGI 接口方式在脚本解析服务器上启动一个或者多个守护进程对动态脚本进行解析，这些进程就是 FastCGI 进程管理器，或者称之为 FastCGI 引擎， PHP-FPM 就是支持 PHP 的进程管理器，fastcgi是一个协议，php-fpm实现了这个协议 。

Nginx 是个轻量级的 HTTP server，必须借助第三方的 FastCGI 处理器才可以对 PHP 进行解析。

PHP-FPM 是一个第三方的 FastCGI 进程管理器，它是作为 PHP 的一个补丁来开发的，在安装的时候也需要和 PHP 源码一起编译，也就是说 PHP-FPM 被编译到 PHP 内核中，在处理性能方面更加优秀；因此，推荐 Nginx+PHP/PHP-FPM 这个组合对 PHP 进行解析（在 ./configure 的时候带 -enable-fpm 参数即可开启PHP-FPM）。

FastCGI 的主要优点是把动态语言和 HTTP Server 分离开来，所以 Nginx 与 PHP/PHP-FPM 经常被部署在不同的服务器上，以分担前端 Nginx 服务器的压力，使 Nginx 专一处理静态请求和转发动态请求，而 PHP/PHP-FPM 服务器专一解析 PHP 动态请求。

 

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原文链接：http://woqilin.blogspot.com/2016/06/nginx-php-fpm.html

参考：http://php.net/manual/zh/install.fpm.php

https://segmentfault.com/q/1010000000256516