PHP 之 FastCGI 與 mod_php 詳解

網上對於FastCGI與mod_php的知識比較雜亂而不全面，故在此整理一下，以便入門學習者查閱方便。

背景

PHP最常用的方式是以模組的方式(mod_php)執行在Apache中，也是Apache執行PHP的預設方式；但在Nginx中，Nginx又使用的是PHP-FPM，但是PHP-FPM到底是個什麼東東？跟php有什麼關係？今天我們一起來探究一番。

PHP處理器(PHP handlers)

首先需要記住的是，任何一種Web伺服器(Apache、Nginx等)都是被設計成向使用者傳送html、圖片等靜態資源的，Web伺服器自身並不能解釋任何動態指令碼(PHP、Python等)。

PHP處理器就是用來解釋Web應用中的PHP程式碼，並將它解釋為HTML或其他靜態資源，然後將解析的結果傳給Web伺服器，最後再由Web伺服器傳送給使用者。

大多數的Web伺服器都不能解析PHP程式碼，因此它需要一個能解析PHP程式碼的程式，這就是PHP處理器。

現在我們知道了，Apache與Nginx都需要PHP處理器來處理php程式碼，那麼怎麼連線上伺服器與php處理器呢？也就是說伺服器與php處理器如何通訊？

答案是透過SAPI（Server Application Programming Interface 伺服器端應用程式設計埠），簡單來說，SAPI指的是PHP具體應用的程式設計介面， 就像PC一樣，無論安裝哪些作業系統，只要滿足了PC的介面規範都可以在PC上正常執行， PHP指令碼要執行有很多種方式，透過Web伺服器，或者直接在命令列下，也可以嵌入在其他程式中，有興趣大家可以研究PHP核心。

我們這裡繼續討論PHP最常用的SAPI提供的2種連線方法：mod_php和mod_fastcgi。

mod_php模式

我們們回顧一下，Apache是怎麼能夠識別php程式碼的？是不是Apache的配置檔案httpd.conf中加上或者修改這樣幾句：

//新增
LoadModule php5_module modules/libphp5.so
AddType application/x-httpd-php .php
//修改
<IfModule dir_module>
DirectoryIndex index.php index.html index.htm index.html
</IfModule>

也即php作為Apache的一個子模組來執行，當透過web訪問php檔案時，Apache就會呼叫php5_module來解析php程式碼。

配置載入mod_php模組後，php便是Apahce程式本身一部分，每個新的Apache子程式都會載入此模組。

mod_fastcgi模式

我們先看PHP-FPM官網的說明：

PHP-FPM - A simple and robust FastCGI Process Manager for PHP
PHP-FPM (FastCGI Process Manager) is an alternative PHP FastCGI implementation with some additional features useful for sites of any size, especially busier sites.

PHP-FPM是一個PHP的FastCGI程式管理器，解釋的非常簡單。這說明PHP-FPM是輔助mod_fastcgi模式進行工作的，然而FastCGI又是個什麼東西？管理著什麼程式？

什麼是CGI？

CGI(Common Gateway Interface) 是WWW技術中最重要的技術之一，有著不可替代的重要地位。

CGI是外部應用程式（CGI程式）與Web伺服器之間的介面標準，是在CGI程式和Web伺服器之間傳遞資訊的規程。

CGI規範允許Web伺服器執行外部程式，並將它們的輸出傳送給Web瀏覽器，CGI將Web的一組簡單的靜態超媒體文件變成一個完整的新的互動式媒體。

說白了，CGI是一種外部應用程式（CGI程式）與Web伺服器的協議，CGI是為了保證Server傳遞過來的資料是標準格式。

什麼是FastCGI？

FastCGI像是一個常駐(long-live)型的CGI，它可以一直執行著，只要啟用後，不會每次都要花費時間去fork一次(這是CGI最為人詬病的fork-and-execute 模式)。它還支援分散式的運算, 即 FastCGI 程式可以在網站伺服器以外的主機上執行並且接受來自其它網站伺服器來的請求。

FastCGI是語言無關的、可伸縮架構的CGI開放擴充套件，其主要行為是將CGI直譯器程式保持在記憶體中並因此獲得較高的效能。眾所周知，CGI直譯器的反覆載入是CGI效能低下的主要原因，如果CGI直譯器保持在記憶體中並接受FastCGI程式管理器排程，則可以提供良好的效能、伸縮性、Fail- Over特性等等。

一般情況下，FastCGI的整個工作流程是這樣的：

1. Web Server啟動時載入FastCGI程式管理器（IIS ISAPI或Apache Module)。
2. FastCGI程式管理器自身初始化，啟動多個CGI直譯器程式(可見多個php-cgi)並等待WebServer的連線。
3. 當客戶端請求到達Web Server時，FastCGI程式管理器選擇並連線到一個CGI直譯器。 Web server將CGI環境變數和標準輸入傳送到FastCGI子程式php-cgi。
4. FastCGI子程式完成處理後將標準輸出和錯誤資訊從同一連線返回Web Server。當FastCGI子程式關閉連線時，請求便告處理完成，FastCGI子程式接著等待並處理來自FastCGI程式管理器(執行在Web Server中)的下一個連線，在CGI模式中，php-cgi在此便已經退出。

也就是說FastCGI是CGI的升級版，一種語言無關的協議，用來溝通程式(如PHP, Python, Java)和Web伺服器(Apache2, Nginx), 理論上任何語言編寫的程式都可以透過FastCGI來提供Web服務。

FastCGI的特點是會在一個程式中依次完成多個請求，以達到提高效率的目的，大多數FastCGI實現都會維護一個程式池。

通俗解釋：FastCGI事先就需要啟動，而且可以啟動多個CGI模組，在那裡一直執行等著web發請求，然後再給php解析運算，完成後生成html返回給web後，但是完成後它不會退出，而是繼續等著下一個web請求。

PHP-FPM

PHP-FPM就是針對於PHP的FastCGI的一種實現，他負責管理一個程式池，來處理來自Web伺服器的請求。

但是PHP-FPM僅僅是個“PHP FastCGI 程式管理器”, 它仍會呼叫PHP直譯器本身來處理請求，PHP直譯器(在Windows下)就是php-cgi.exe。

結束語

說了這麼多，也不知道是否表達清楚，如果有不正確的地方請指正，謝謝。