什么是CGI、FastCGI、PHP-CGI、PHP-FPM、Spawn-FCGI

什么是CGI
  CGI全称是“公共网关接口”(Common Gateway Interface),HTTP服务器与你的或其它机器上的程序进行“交谈”的一种工具,其程序须运行在网络服务器上。
  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
  什么是FastCGI
  FastCGI像是一个常驻(long-live)型的CGI,它可以一直执行着,只要激活后,不会每次都要花费时间去fork一次(这是CGI最为人诟病的fork-and-execute 模式)。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,其主要行为是将CGI解释器进程保持在内存中并因此获得较高的性能。众所周知,CGI解释器的反复加载是CGI性能低下的主要原因,如果CGI解释器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特性等等。
  FastCGI与CGI特点
  1、如CGI,FastCGI也具有语言无关性.
  2、如CGI, FastCGI在进程中的应用程序,独立于核心web服务器运行,提供了一个比API更安全的环境。(APIs把应用程序的代码与核心的web服务器链接在一起,这意味着在一个错误的API的应用程序可能会损坏其他应用程序或核心服务器; 恶意的API的应用程序代码甚至可以窃取另一个应用程序或核心服务器的密钥。)
  3、FastCGI技术目前支持语言有:C/C++、Java、Perl、Tcl、Python、SmallTalk、Ruby等。相关模块在Apache, ISS, Lighttpd等流行的服务器上也是可用的。
  4、如CGI,FastCGI的不依赖于任何Web服务器的内部架构,因此即使服务器技术的变化, FastCGI依然稳定不变。
  FastCGI的工作原理
  
  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。
  
  在上述情况中,你可以想象CGI通常有多慢。每一个Web请求PHP都必须重新解析php.ini、重新载入全部扩展并重初始化全部数据结构。使用FastCGI,所有这些都只在进程启动时发生一次。一个额外的好处是,持续数据库连接(Persistent database connection)可以工作。
  FastCGI的不足
  因为是多进程,所以比CGI多线程消耗更多的服务器内存,PHP-CGI解释器每进程消耗7至25兆内存,将这个数字乘以50或100就是很大的内存数。
  
  Nginx 0.8.46+PHP 5.2.14(FastCGI)服务器在3万并发连接下,开启的10个Nginx进程消耗150M内存(15M*10=150M),开启的64个php-cgi进程消耗1280M内存(20M*64=1280M),加上系统自身消耗的内存,总共消耗不到2GB内存。如果服务器内存较小,完全可以只开启25个php-cgi进程,这样php-cgi消耗的总内存数才500M。
  上面的数据摘自Nginx 0.8.x + PHP 5.2.13(FastCGI)搭建胜过Apache十倍的Web服务器(第6版)
  什么是PHP-CGI
  PHP-CGI是PHP自带的FastCGI管理器。
  启动PHP-CGI,使用如下命令:

PS

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。

、spawn-fcgi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, spawn-fcgi与PHP-FPM就是支持PHP的两个FastCGI进程管理器。
下面简单介绍spawn-fcgi与PHP-FPM的异同。

spawn-fcgi是HTTP服务器lighttpd的一部分,目前已经独立成为一个项目,一般与lighttpd配合使用来支持PHP,但是ligttpd的spwan-fcgi在高并发访问的时候,会出现内存泄漏甚至自动重启FastCGI的问题。

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,因此Nginx+spawn-fcgi的组合也可以实现对PHP的解析,这里不过多讲述。

PHP-FPM也是一个第三方的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,因此在处理性能方面更加优秀;同时它在处理高并发方面也比spawn-fcgi引擎好很多,因此,推荐Nginx+PHP/PHP-FPM这个组合对PHP进行解析。

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。

Nginx中FastCGI参数的优化
在配置完成Nginx+FastCGI之后,为了保证Nginx下PHP环境的高速稳定运行,需要添加一些FastCGI优化指令。下面给出一个优化实例,将下面代码添加到Nginx主配置文件中的HTTP层级。
fastcgi_cache_path /usr/local/nginx/fastcgi_cache levels=1:2 keys_zone=TEST:10m inactive=5m;
fastcgi_connect_timeout 300;
fastcgi_send_timeout 300;
fastcgi_read_timeout 300;
fastcgi_buffer_size 64k;
fastcgi_buffers 4 64k;
fastcgi_busy_buffers_size 128k;
fastcgi_temp_file_write_size 128k;
fastcgi_cache TEST;
fastcgi_cache_valid 200 302 1h;
fastcgi_cache_valid 301 1d;
fastcgi_cache_valid any 1m;

下面是对上述代码的含义进行介绍。
第一行代码是为FastCGI缓存指定一个文件路径、目录结构等级、关键字区域存储时间和非活动删除时间。
fastcgi_connect_timeout指定连接到后端FastCGI的超时时间。
fastcgi_send_timeout指定向FastCGI传送请求的超时时间,这个值是已经完成两次握手后向FastCGI传送请求的超时时间。
fastcgi_read_timeout指定接收FastCGI应答的超时时间,这个值是已经完成两次握手后接收FastCGI应答的超时时间。
fastcgi_buffer_size用于指定读取FastCGI应答第一部分需要用多大的缓冲区,这个值表示将使用1个64KB的缓冲区读取应答的第一部分(应答头),可以设置为fastcgi_buffers选项指定的缓冲区大小。
fastcgi_buffers指定本地需要用多少和多大的缓冲区来缓冲FastCGI的应答请求。如果一个PHP脚本所产生的页面大小为256KB,那么会为其分配4个64KB的缓冲区来缓存;如果页面大小大于256KB,那么大于256KB的部分会缓存到fastcgi_temp指定的路径中,但是这并不是好方法,因为内存中的数据处理速度要快于硬盘。一般这个值应该为站点中PHP脚本所产生的页面大小的中间值,如果站点大部分脚本所产生的页面大小为256KB,那么可以把这个值设置为“16 16k”、“4 64k”等。
fastcgi_busy_buffers_size的默认值是fastcgi_buffers的两倍。
fastcgi_temp_file_write_size表示在写入缓存文件时使用多大的数据块,默认值是fastcgi_buffers的两倍。
fastcgi_cache表示开启FastCGI缓存并为其指定一个名称。开启缓存非常有用,可以有效降低CPU的负载,并且防止502错误的发生,但是开启缓存也会引起很多问题,要视具体情况而定。
fastcgi_cache_valid、fastcgi用来指定应答代码的缓存时间,实例中的值表示将200和302应答缓存一个小时,将301应答缓存1天,其他应答均缓存1分钟。

http://ixdba.blog.51cto.com/2895551/806622
1 php-cgi -b 127.0.0.1:9000
  PHP-CGI的不足
  1、php-cgi变更php.ini配置后需重启php-cgi才能让新的php-ini生效,不可以平滑重启
  2、直接杀死php-cgi进程,php就不能运行了。(PHP-FPM和Spawn-FCGI就没有这个问题,守护进程会平滑从新生成新的子进程。)
  什么是PHP-FPM
  PHP-FPM是一个PHP FastCGI管理器,是只用于PHP的,可以在 http://php-fpm.org/download下载得到.
  PHP-FPM其实是PHP源代码的一个补丁,旨在将FastCGI进程管理整合进PHP包中。必须将它patch到你的PHP源代码中,在编译安装PHP后才可以使用。
  现在我们可以在最新的PHP 5.3.2的源码树里下载得到直接整合了PHP-FPM的分支,据说下个版本会融合进PHP的主分支去。相对Spawn-FCGI,PHP-FPM在CPU和内存方面的控制都更胜一筹,而且前者很容易崩溃,必须用crontab进行监控,而PHP-FPM则没有这种烦恼。
  PHP5.3.3已经集成php-fpm了,不再是第三方的包了。PHP-FPM提供了更好的PHP进程管理方式,可以有效控制内存和进程、可以平滑重载PHP配置,比spawn-fcgi具有更多有点,所以被PHP官方收录了。在./configure的时候带 –enable-fpm参数即可开启PHP-FPM。
  使用PHP-FPM来控制PHP-CGI的FastCGI进程

/usr/local/php/sbin/php-fpm{start|stop|quit|restart|reload|logrotate}

–start 启动php的fastcgi进程
–stop 强制终止php的fastcgi进程
–quit 平滑终止php的fastcgi进程
–restart 重启php的fastcgi进程
–reload 重新平滑加载php的php.ini
–logrotate 重新启用log文件
  什么是Spawn-FCGI
  Spawn-FCGI是一个通用的FastCGI管理服务器,它是lighttpd中的一部份,很多人都用Lighttpd的Spawn-FCGI进行FastCGI模式下的管理工作,不过有不少缺点。而PHP-FPM的出现多少缓解了一些问题,但PHP-FPM有个缺点就是要重新编译,这对于一些已经运行的环境可能有不小的风险(refer),在php 5.3.3中可以直接使用PHP-FPM了。
  Spawn-FCGI目前已经独成为一个项目,更加稳定一些,也给很多Web 站点的配置带来便利。已经有不少站点将它与nginx搭配来解决动态网页。
  最新的lighttpd也没有包含这一块了(http://www.lighttpd.net/search?q=Spawn-FCGI),但可以在以前版本中找到它。在lighttpd-1.4.15版本中就包含了(http://www.lighttpd.net/download/lighttpd-1.4.15.tar.gz)
  目前Spawn-FCGI的下载地址是http://redmine.lighttpd.net/projects/spawn-fcgi,最新版本是http://www.lighttpd.net/download/spawn-fcgi-1.6.3.tar.gz
  注:最新的Spawn-FCGI可以到lighttpd.net网站搜索“Spawn-FCGI”找到它的最新版本发布地址
  下面我们就可以使用Spawn-FCGI来控制php-CGI的FastCGI进程了

/usr/local/bin/spawn-fcgi -a 127.0.0.1 -p 9000 -C 5 -u www-data -g www-data -f /usr/bin/php-CGI
  参数含义如下:
  -f 指定调用FastCGI的进程的执行程序位置,根据系统上所装的PHP的情况具体设置
  -a 绑定到地址addr
  -p 绑定到端口port
  -s 绑定到unix socket的路径path
  -C 指定产生的FastCGI的进程数,默认为5(仅用于PHP)
  -P 指定产生的进程的PID文件路径
  -u和-g FastCGI使用什么身份(-u 用户 -g 用户组)运行,Ubuntu下可以使用www-data,其他的根据情况配置,如nobody、apache等
  PHP-FPM与spawn-CGI对比测试
  PHP-FPM的使用非常方便,配置都是在PHP-FPM.ini的文件内,而启动、重启都可以从php/sbin/PHP-FPM中进行。更方便的是修改php.ini后可以直接使用PHP-FPM reload进行加载,无需杀掉进程就可以完成php.ini的修改加载
结果显示使用PHP-FPM可以使php有不小的性能提升。PHP-FPM控制的进程cpu回收的速度比较慢,内存分配的很均匀。
  Spawn-FCGI控制的进程CPU下降的很快,而内存分配的比较不均匀。有很多进程似乎未分配到,而另外一些却占用很高。可能是由于进程任务分配的不均匀导致的.而这也导致了总体响应速度的下降。而PHP-FPM合理的分配,导致总体响应的提到以及任务的平均。
  PHP-FPM与Spawn-FCGI功能比较
  http://php-fpm.org/about/
  PHP-FPM、Spawn-FCGI都是守护php-cgi的进程管理器。

  参考文档:
实战Nginx与PHP(FastCGI)

nginx php-fpm安装配置

http://www.mike.org.cn/articles/what-is-cgi-fastcgi-php-fpm-spawn-fcgi/
  http://topic.csdn.net/u/20100216/22/5809e272-6f67-4248-bde9-99deeae5215b.html
  http://topic.csdn.net/u/20101015/19/8ae74452-ec6b-448e-9942-21faeb008cd7.html
  http://club.topsage.com/thread-768488-1-1.html
  http://www.unixaid.info/index.php/productsapp/23-servsf/842-spawn-fcgi
  http://www.fastcgi.com/drupal/node/2
  http://baike.baidu.com/view/641394.htm
  http://baike.baidu.com/view/32614.htm
  http://blog.yation.com/network/fastcgi/

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注