在搭建 LAMP/LNMP 服務(wù)器時(shí)，會(huì)經(jīng)常遇到 PHP-FPM、FastCGI和CGI 這幾個(gè)概念。如果對(duì)它們一知半解，很難搭建出高性能的服務(wù)器。接下來(lái)我們就以圖形方式，解釋這些概念之間的關(guān)系。

基礎(chǔ)

在整個(gè)網(wǎng)站架構(gòu)中，Web Server（如Apache）只是內(nèi)容的分發(fā)者。舉個(gè)栗子，如果客戶端請(qǐng)求的是 index.html，那么Web Server會(huì)去文件系統(tǒng)中找到這個(gè)文件，發(fā)送給瀏覽器，這里分發(fā)的是靜態(tài)數(shù)據(jù)。

如果請(qǐng)求的是 index.php，根據(jù)配置文件，Web Server知道這個(gè)不是靜態(tài)文件，需要去找 PHP 解析器來(lái)處理，那么他會(huì)把這個(gè)請(qǐng)求簡(jiǎn)單處理，然后交給PHP解析器。

當(dāng)Web Server收到 index.php 這個(gè)請(qǐng)求后，會(huì)啟動(dòng)對(duì)應(yīng)的 CGI 程序，這里就是PHP的解析器。接下來(lái)PHP解析器會(huì)解析php.ini文件，初始化執(zhí)行環(huán)境，然后處理請(qǐng)求，再以規(guī)定CGI規(guī)定的格式返回處理后的結(jié)果，退出進(jìn)程，Web server再把結(jié)果返回給瀏覽器。這就是一個(gè)完整的動(dòng)態(tài)PHP Web訪問(wèn)流程，接下來(lái)再引出這些概念，就好理解多了，

• CGI：是 Web Server 與 Web Application 之間數(shù)據(jù)交換的一種協(xié)議。

• FastCGI：同 CGI，是一種通信協(xié)議，但比 CGI 在效率上做了一些優(yōu)化。同樣，SCGI 協(xié)議與 FastCGI 類似。

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

• PHP-FPM：是 PHP（Web Application）對(duì) Web Server 提供的 FastCGI 協(xié)議的接口程序，額外還提供了相對(duì)智能一些任務(wù)管理。

WEB 中，

• Web Server 一般指Apache、Nginx、IIS、Lighttpd、Tomcat等服務(wù)器，

• Web Application 一般指PHP、Java、Asp.net等應(yīng)用程序。

Module方式

在了解 CGI 之前，我們先了解一下Web server 傳遞數(shù)據(jù)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(nèi)容<IfModule dir_module>
    DirectoryIndex index.php index.html</IfModule>

上面是 Windows 下安裝php和apache環(huán)境后手動(dòng)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(zhì)都是用 LoadModule 來(lái)加載 php5_module，就是把php作為apache的一個(gè)子模塊來(lái)運(yùn)行。當(dāng)通過(guò)web訪問(wèn)php文件時(shí)，apache就會(huì)調(diào)用php5_module來(lái)解析php代碼。

那么php5_module是怎么來(lái)將數(shù)據(jù)傳給php解析器來(lái)解析php代碼的呢？答案是通過(guò)sapi。

我們?cè)賮?lái)看一張圖，詳細(xì)的說(shuō)說(shuō)apache 與 php 與 sapi的關(guān)系：

從上面圖中，我們看出了sapi就是這樣的一個(gè)中間過(guò)程，SAPI提供了一個(gè)和外部通信的接口，有點(diǎn)類似于socket，使得PHP可以和其他應(yīng)用進(jìn)行交互數(shù)據(jù)（apache，nginx等）。php默認(rèn)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(diào)用php執(zhí)行的過(guò)程如下：

apache -> httpd -> php5_module -> sapi -> php

好了。apache與php通過(guò)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(jié)束請(qǐng)求，都會(huì)產(chǎn)生一條進(jìn)程，這個(gè)進(jìn)程就完整的包括php的各種運(yùn)算計(jì)算等操作。

在上圖中，我們很清晰的可以看到，apache每接收一個(gè)請(qǐng)求，都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)進(jìn)程來(lái)連接php通過(guò)sapi來(lái)完成請(qǐng)求，可想而知，如果一旦用戶過(guò)多，并發(fā)數(shù)過(guò)多，服務(wù)器就會(huì)承受不住了。

而且，把mod_php編進(jìn)apache時(shí)，出問(wèn)題時(shí)很難定位是php的問(wèn)題還是apache的問(wèn)題。

CGI

CGI（Common Gateway Interface）全稱是“通用網(wǎng)關(guān)接口”，WEB 服務(wù)器與PHP應(yīng)用進(jìn)行“交談”的一種工具，其程序須運(yùn)行在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上。CGI可以用任何一種語(yǔ)言編寫，只要這種語(yǔ)言具有標(biāo)準(zhǔn)輸入、輸出和環(huán)境變量。如php、perl、tcl等。

WEB服務(wù)器會(huì)傳哪些數(shù)據(jù)給PHP解析器呢？URL、查詢字符串、POST數(shù)據(jù)、HTTP header都會(huì)有。所以，CGI就是規(guī)定要傳哪些數(shù)據(jù)，以什么樣的格式傳遞給后方處理這個(gè)請(qǐng)求的協(xié)議。仔細(xì)想想，你在PHP代碼中使用的用戶從哪里來(lái)的。

也就是說(shuō)，CGI就是專門用來(lái)和 web 服務(wù)器打交道的。web服務(wù)器收到用戶請(qǐng)求，就會(huì)把請(qǐng)求提交給cgi程序（如php-cgi），cgi程序根據(jù)請(qǐng)求提交的參數(shù)作應(yīng)處理（解析php），然后輸出標(biāo)準(zhǔn)的html語(yǔ)句，返回給web服服務(wù)器，WEB服務(wù)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(dú)立于任何服務(wù)器，僅僅是做為中間分子。提供接口給apache和php。他們通過(guò)cgi搭線來(lái)完成數(shù)據(jù)傳遞。這樣做的好處了盡量減少2個(gè)的關(guān)聯(lián)，使他們2變得更獨(dú)立。

但是CGI有個(gè)蛋疼的地方，就是每一次web請(qǐng)求都會(huì)有啟動(dòng)和退出過(guò)程，也就是最為人詬病的fork-and-execute模式，這樣一在大規(guī)模并發(fā)下，就死翹翹了。

FastCGI介紹

FastCGI簡(jiǎn)單介紹

從根本上來(lái)說(shuō)，F(xiàn)astCGI是用來(lái)提高CGI程序性能的。類似于CGI，FastCGI也可以說(shuō)是一種協(xié)議。

FastCGI像是一個(gè)常駐(long-live)型的CGI，它可以一直執(zhí)行著，只要激活后，不會(huì)每次都要花費(fèi)時(shí)間去fork一次。它還支持分布式的運(yùn)算, 即 FastCGI 程序可以在網(wǎng)站服務(wù)器以外的主機(jī)上執(zhí)行，并且接受來(lái)自其它網(wǎng)站服務(wù)器來(lái)的請(qǐng)求。

FastCGI是語(yǔ)言無(wú)關(guān)的、可伸縮架構(gòu)的CGI開放擴(kuò)展，其主要行為是將CGI解釋器進(jìn)程保持在內(nèi)存中，并因此獲得較高的性能。眾所周知，CGI解釋器的反復(fù)加載是CGI性能低下的主要原因，如果CGI解釋器保持在內(nèi)存中，并接受FastCGI進(jìn)程管理器調(diào)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(jié)構(gòu)，可以將HTTP服務(wù)器和腳本解析服務(wù)器分開，同時(shí)在腳本解析服務(wù)器上啟動(dòng)一個(gè)或者多個(gè)腳本解析守護(hù)進(jìn)程。當(dāng)HTTP服務(wù)器每次遇到動(dòng)態(tài)程序時(shí)，可以將其直接交付給FastCGI進(jìn)程來(lái)執(zhí)行，然后將得到的結(jié)果返回給瀏覽器。這種方式可以讓HTTP服務(wù)器專一地處理靜態(tài)請(qǐng)求，或者將動(dòng)態(tài)腳本服務(wù)器的結(jié)果返回給客戶端，這在很大程度上提高了整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的性能。

1. Web Server啟動(dòng)時(shí)載入FastCGI進(jìn)程管理器（Apache Module或IIS ISAPI等)

2. FastCGI進(jìn)程管理器自身初始化，啟動(dòng)多個(gè)CGI解釋器進(jìn)程(可建多個(gè)php-cgi)，并等待來(lái)自Web Server的連接。

3. 當(dāng)客戶端請(qǐng)求到達(dá)Web Server時(shí)，F(xiàn)astCGI進(jìn)程管理器選擇并連接到一個(gè)CGI解釋器。Web server將CGI環(huán)境變量和標(biāo)準(zhǔn)輸入發(fā)送到FastCGI子進(jìn)程php-cgi。

4. FastCGI子進(jìn)程完成處理后，將標(biāo)準(zhǔn)輸出和錯(cuò)誤信息從同一連接返回Web Server。當(dāng)FastCGI子進(jìn)程關(guān)閉連接時(shí)，請(qǐng)求便告處理完成。FastCGI子進(jìn)程接著等待，并處理來(lái)自FastCGI進(jìn)程管理器(運(yùn)行在Web Server中)的下一個(gè)連接。 在CGI模式中，php-cgi在此便退出了。

FastCGI與CGI特點(diǎn)：

1. 對(duì)于CGI來(lái)說(shuō)，每一個(gè)Web請(qǐng)求PHP都必須重新解析php.ini、重新載入全部擴(kuò)展，并重新初始化全部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。而使用FastCGI，所有這些都只在進(jìn)程啟動(dòng)時(shí)發(fā)生一次。一個(gè)額外的好處是，持續(xù)數(shù)據(jù)庫(kù)連接(Persistent database connection)可以工作。

2. 由于FastCGI是多進(jìn)程，所以比CGI多線程消耗更多的服務(wù)器內(nèi)存，php-cgi解釋器每進(jìn)程消耗7至25兆內(nèi)存，將這個(gè)數(shù)字乘以50或100就是很大的內(nèi)存數(shù)。

PHP-FPM介紹

要了解PHP-FPM，就得先說(shuō)說(shuō)PHP-CGI。

PHP-CGI就是PHP實(shí)現(xiàn)的自帶的FastCGI管理器。 雖然是php官方出品，但是這丫的卻一點(diǎn)也不給力，性能太差，而且也很麻煩不人性化，主要體現(xiàn)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(jìn)程，php就不能運(yùn)行了。

上面2個(gè)問(wèn)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(gè)叫 Andrei Nigmatulin的屌絲發(fā)明了PHP-FPM ，這神器的出現(xiàn)就徹底打破了這種局面，這是一個(gè)PHP專用的 fastcgi 管理器，它很爽的克服了上面2個(gè)問(wèn)題，而且，還表現(xiàn)在其他方面更表現(xiàn)強(qiáng)勁。

也就是說(shuō)，PHP-FPM 是對(duì)于 FastCGI 協(xié)議的具體實(shí)現(xiàn)，他負(fù)責(zé)管理一個(gè)進(jìn)程池，來(lái)處理來(lái)自Web服務(wù)器的請(qǐng)求。目前，PHP5.3版本之后，PHP-FPM是內(nèi)置于PHP的。

因?yàn)镻HP-CGI只是個(gè)CGI程序，他自己本身只能解析請(qǐng)求，返回結(jié)果，不會(huì)進(jìn)程管理。所以就出現(xiàn)了一些能夠調(diào)度 php-cgi 進(jìn)程的程序，比如說(shuō)由lighthttpd分離出來(lái)的spawn-fcgi。同樣，PHP-FPM也是用于調(diào)度管理PHP解析器php-cgi的管理程序。

PHP-FPM通過(guò)生成新的子進(jìn)程可以實(shí)現(xiàn)php.ini修改后的平滑重啟。

總結(jié)

最后，我們來(lái)總結(jié)一下，這些技術(shù)經(jīng)過(guò)不斷的升級(jí)，可以解決什么問(wèn)題（不然也不會(huì)升級(jí)嘛）。

所以，如果要搭建一個(gè)高性能的PHP WEB服務(wù)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：）

總結(jié)：

CGI、FastCGI和php-fpm的概念和區(qū)別

CGI是HTTP Server和一個(gè)獨(dú)立的進(jìn)程之間的協(xié)議，把HTTP Request的Header設(shè)置成進(jìn)程的環(huán)境變量，HTTP Request的正文設(shè)置成進(jìn)程的標(biāo)準(zhǔn)輸入，而進(jìn)程的標(biāo)準(zhǔn)輸出就是HTTP Response包括Header和正文。

FASTCGI是和HTTP協(xié)議類似的概念。無(wú)非就是規(guī)定了在同一個(gè)TCP連接里怎么同時(shí)傳多個(gè)HTTP連接。這實(shí)際上導(dǎo)致了個(gè)問(wèn)題，有個(gè)HTTP連接傳個(gè)大文件不肯讓出FASTCGI連接，在同一個(gè)FASTCGI連接里的其他HTTP連接就傻了。所以Lighttpd? 引入了 X-SENDFILE 。

php-fpm就相當(dāng)于是Apache+mod_php。無(wú)非php-fpm自帶了FASTCGI Server，而Apache是HTTP Server。

那個(gè)WSGI和這個(gè)問(wèn)題沒(méi)啥關(guān)系吧。WSGI這個(gè)只是Python內(nèi)部的一個(gè)接口。無(wú)論你前面是FASTCGI，HTTP，SCGI，uWSGI等協(xié)議，你的FASTCGI/HTTP/SCGI/uWSGI Server都以相同的參數(shù)格式去調(diào)用一個(gè)函數(shù)，這樣你用Python寫的Web應(yīng)用并不需要修改代碼，就可以運(yùn)行在不同的Server后面了。無(wú)非CGI協(xié)議是進(jìn)程間的，而WSGI是進(jìn)程內(nèi)的。

1. 一般web服務(wù)器接受到瀏覽器的請(qǐng)求時(shí)，如果是靜態(tài)資源的話就直接將其返回給瀏覽器，如果是動(dòng)態(tài)資源的話那就沒(méi)有現(xiàn)成的資源返回了，那這個(gè)時(shí)候cgi就出場(chǎng)了

2. cgi可以理解為一種協(xié)議or一類處理程序，就是動(dòng)態(tài)去生成文件，從程序上來(lái)理解就是web服務(wù)器exec這樣一個(gè)進(jìn)程，然后交給他一些輸入?yún)?shù)，他就慢慢的處理完后把結(jié)果返回給web服務(wù)器，那從協(xié)議層面來(lái)說(shuō)cgi協(xié)議就是規(guī)范了web服務(wù)器和cgi程序的一些輸入輸出參數(shù)的含義

3.所以可以有很多不同的cgi程序，別可以執(zhí)行php腳本的or可以執(zhí)行python腳本的，只要符合這類規(guī)范就能供web服務(wù)器調(diào)用，當(dāng)然它的缺點(diǎn)就是每次都需要去啟動(dòng)這個(gè)cgi程序，這會(huì)使得處理速度很慢

4.針對(duì)這種缺陷加以改進(jìn)就成了fastcgi，同樣的他也可以理解為一種協(xié)議or一個(gè)程序，它跟cgi的不同就是不需要每次去exec，它會(huì)事先啟動(dòng)起來(lái)，作為一個(gè)cgi的管理服務(wù)器存在，預(yù)先啟動(dòng)一系列的子進(jìn)程來(lái)等待處理，然后等待web服務(wù)器發(fā)過(guò)來(lái)的請(qǐng)求，一旦接受到請(qǐng)求就交由子進(jìn)程處理，這樣由于不需要在接受到請(qǐng)求后啟動(dòng)cgi，會(huì)快很多。

5.phpfpm是php對(duì)fastcgi的一種具體實(shí)現(xiàn)，它的啟動(dòng)后會(huì)創(chuàng)建多個(gè)cgi子進(jìn)程，然后主進(jìn)程負(fù)責(zé)管理子進(jìn)程，同時(shí)它對(duì)外提供一個(gè)socket，那web服務(wù)器當(dāng)要轉(zhuǎn)發(fā)一個(gè)動(dòng)態(tài)請(qǐng)求時(shí)只需要按照f(shuō)astcgi協(xié)議要求的格式將數(shù)據(jù)發(fā)往這個(gè)socket的就可以了，那phpfpm創(chuàng)建的子進(jìn)程去爭(zhēng)搶這個(gè)socket連接，誰(shuí)搶到了誰(shuí)處理并將結(jié)果返回給web服務(wù)器，那phpfpm主進(jìn)程干什么了？比方說(shuō)其中一個(gè)子進(jìn)程異常退出了怎么辦，那phpfpm會(huì)去監(jiān)控他一旦發(fā)現(xiàn)一個(gè)cgi子進(jìn)程就會(huì)又啟動(dòng)一個(gè)，還有其他諸多管理功能

6 phpfpm作為一個(gè)獨(dú)立的進(jìn)程存在 通過(guò)socket與nginx建立連接，而mod_php 是作為一個(gè)模塊被加載進(jìn)了apache服務(wù)器，同時(shí)他們兩作為cgi調(diào)度管理器，他們對(duì)其管理的方式也不一樣

通俗的可以把服務(wù)器看作餐廳，用戶請(qǐng)求看作來(lái)用餐的顧客，服務(wù)器處理請(qǐng)求看作解決顧客的就餐問(wèn)題（響應(yīng)輸出一份飯）。

服務(wù)器上靜態(tài)資源看作已做好的飯，只要放到餐盒里就可以返回給顧客，動(dòng)態(tài)資源需要廚房大廚現(xiàn)成做份再放到餐盒里返回給顧客。

php_mod這個(gè)大廚有個(gè)特點(diǎn)，看見有顧客進(jìn)門就點(diǎn)火，不管顧客要不要現(xiàn)做的，有點(diǎn)浪費(fèi)資源

php_fpm這個(gè)大廚有好多小弟一直點(diǎn)著火（多個(gè)處理進(jìn)程），等有顧客說(shuō)要現(xiàn)做，大廚就安排小弟做份返回給客戶

cgi也是個(gè)大廚，不過(guò)他等到顧客要現(xiàn)做，他才點(diǎn)火，做飯，然后熄火。等待下一個(gè)要現(xiàn)做的到來(lái)

fastcgi呢就是個(gè)大廚雇了一幫小弟，專門做需要現(xiàn)場(chǎng)做的飯，大廚只管分派任務(wù)，小弟真正操鍋?zhàn)鲲?/p>

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