說說http/webserver/fastcgi/php-fpm

來源：說說http/webserver/fastcgi/php-fpm

前一段時間又重讀了《HTTP權威指南》一書，覺得有一些理論知識還是蠻重要的，需要進行一番整理，讓自己之後對整條web鍊路有個更清晰的認識。

一：Http請求：

當使用者打開浏覽器并輸入一串url位址時，到最終頁面内容呈現在使用者眼前時，這之間的步驟可大緻整理如下：

1）使用者輸入http://www.lxlxw.me。

2）浏覽器解析出主機名。

3）浏覽器查詢這個主機名的ip位址如192.168.0.1（即dns解析）并獲得端口号如80

4）浏覽器發起到192.168.0.1:80的連接配接。（tcp連接配接首次握手）

5）浏覽器向伺服器發送一條http get或post封包。（有可能會先發送給proxy或gateway，再由它們轉發給伺服器，如nginx做反向代理以實作負載均衡）

6）浏覽器從伺服器讀取http響應封包。

7）浏覽器關閉連接配接。

以上便是一條http請求的大緻過程，理論上所有的http通信都是由tcp/ip承載的，即http使用tcp連接配接，其保證了在資源傳輸過程中是可靠的／不會丢失或損壞的。

注：http和https比較，https就是在http層和tcp層之間接入了一個密碼加密層，稱之為TLS或SSL,常用于一些支付等安全性要求較高的網站。

注：關于http的性能優化，tcp連接配接的時延和瓶頸等，之後可能需要另整理一份。

二：web伺服器

web伺服器可以用來表示web伺服器的軟體，也可以表示提供web頁面的特定裝置或機器。這邊主要是指通用軟體web伺服器，如apache或nginx。

《http權威指南》中有一份用perl腳本寫的web伺服器的源碼，實作了最簡單的收發用戶端封包的功能。

當然，實際的web伺服器比這要複雜的多，核心步驟整理如下：

1）接受一個用戶端（浏覽器）連接配接，或者拒絕該用戶端的連接配接并将其關閉。

2）接受請求，從網絡中讀取一條http請求封包并解析。

3）處理請求，對請求封包進行解析。

4）通路資源，通路封包中指定的資源，有可能是緩存好的html靜态頁面或圖檔資源，也有可能是動态資源，如php檔案，此時web server會通過fastcgi請求php應用程式以此産生動态資源，下面會詳細講。

5）建立http響應封包，并回送給用戶端。

6）紀錄事務處理過程，即記log。

三：Fastcgi與php-fpm:

講Fastcgi之前需要先講CGI，CGI是為了保證web server傳遞過來的資料是标準格式的，它是一個協定，友善CGI程式的編寫者。Fastcgi是CGI的更進階的一種方式，是用來提高CGI程式性能的。

web server（如nginx）隻是内容的分發者。比如，如果請求/index.html，那麼web server會去檔案系統中找到這個檔案，發送給浏覽器，這裡分發的是靜态資源。

如果現在請求的是/index.php，根據配置檔案，nginx知道這個不是靜态檔案，需要去找PHP解析器來處理，那麼他會把這個請求簡單處理後交給PHP解析器。此時CGI便是規定了要傳什麼資料／以什麼格式傳輸給php解析器的協定。

當web server收到/index.php這個請求後，會啟動對應的CGI程式，這裡就是PHP的解析器。接下來PHP解析器會解析php.ini檔案，初始化執行環境，然後處理請求，再以CGI規定的格式傳回處理後的結果，退出程序。web server再把結果傳回給浏覽器。

那麼CGI相較于Fastcgi而言其性能瓶頸在哪呢？CGI針對每個http請求都是fork一個新程序來進行處理，處理過程包括解析php.ini檔案，初始化執行環境等，然後這個程序會把處理完的資料傳回給web伺服器，最後web伺服器把内容發送給使用者，剛才fork的程序也随之退出。 如果下次使用者還請求動态資源，那麼web伺服器又再次fork一個新程序，周而複始的進行。

而Fastcgi則會先fork一個master，解析配置檔案，初始化執行環境，然後再fork多個worker。當請求過來時，master會傳遞給一個worker，然後立即可以接受下一個請求。這樣就避免了重複的勞動，效率自然是高。而且當worker不夠用時，master可以根據配置預先啟動幾個worker等着；當然空閑worker太多時，也會停掉一些，這樣就提高了性能，也節約了資源。這就是Fastcgi的對程序的管理。大多數Fastcgi實作都會維護一個程序池。注：swoole作為httpserver，實際上也是類似這樣的工作方式。

那PHP-FPM又是什麼呢？它是一個實作了Fastcgi協定的程式,用來管理Fastcgi起的程序的,即能夠排程php-cgi程序的程式。現已在PHP核心中就內建了PHP-FPM，使用–enalbe-fpm這個編譯參數即可。另外，修改了php.ini配置檔案後，沒辦法平滑重新開機，需要重新開機php-fpm才可。此時新fork的worker會用新的配置，已經存在的worker繼續處理完手上的活。