PHP-FPM 與 Nginx 的通訊機制總結

JeffreyC發表於2019-02-28
PHPNginx

PHP-FPM 介紹

CGI 協議與 FastCGI 協議

每種動態語言（ PHP,Python 等）的程式碼檔案需要通過對應的解析器才能被伺服器識別，而 CGI 協議就是用來使直譯器與伺服器可以互相通訊。PHP 檔案在伺服器上的解析需要用到 PHP 直譯器，再加上對應的 CGI 協議，從而使伺服器可以解析到 PHP 檔案。

由於 CGI 的機制是每處理一個請求需要 fork 一個 CGI 程式，請求結束再kill掉這個程式，在實際應用上比較浪費資源，於是就出現了CGI 的改良版本 FastCGI，FastCGI 在請求處理完後，不會 kill 掉程式，而是繼續處理多個請求，這樣就大大提高了效率。

PHP-FPM 是什麼

PHP-FPM 即 PHP-FastCGI Process Manager， 它是 FastCGI 的實現，並提供了程式管理的功能。程式包含 master 程式和 worker 程式兩種；master 程式只有一個，負責監聽埠，接收來自伺服器的請求，而 worker 程式則一般有多個（具體數量根據實際需要進行配置），每個程式內部都會嵌入一個 PHP 直譯器，是程式碼真正執行的地方。

Nginx 與 php-fpm 通訊機制

當我們訪問一個網站（如 www.test.com）的時候，處理流程是這樣的：

  www.test.com
        |
        |
      Nginx
        |
        |
路由到 www.test.com/index.php
        |
        |
載入 nginx 的 fast-cgi 模組
        |
        |
fast-cgi 監聽 127.0.0.1:9000 地址
        |
        |
www.test.com/index.php 請求到達 127.0.0.1:9000
        |
        |
     等待處理...

Nginx 與 php-fpm 的結合

在 Linux 上，nginx 與 php-fpm 的通訊有 tcp socket 和 unix socket 兩種方式。

tcp socket 的優點是可以跨伺服器，當 nginx 和 php-fpm 不在同一臺機器上時，只能使用這種方式。

Unix socket 又叫 IPC(inter-process communication 程式間通訊) socket，用於實現同一主機上的程式間通訊，這種方式需要在 nginx配置檔案中填寫 php-fpm 的 socket 檔案位置。

兩種方式的資料傳輸過程如下圖所示：

二者的不同：

由於 Unix socket 不需要經過網路協議棧，不需要打包拆包、計算校驗和、維護序號和應答等，只是將應用層資料從一個程式拷貝到另一個程式。所以其效率比 tcp socket 的方式要高，可減少不必要的 tcp 開銷。不過，unix socket 高併發時不穩定，連線數爆發時，會產生大量的長時快取，在沒有面向連線協議的支撐下，大資料包可能會直接出錯不返回異常。而 tcp 這樣的面向連線的協議，可以更好的保證通訊的正確性和完整性。

Nginx 與 php-fpm 結合只需要在各自的配置檔案中做設定即可：

1） Nginx 中的配置

以 tcp socket通訊為例

server {
    listen       80; #監聽 80 埠，接收http請求
    server_name  www.test.com; #就是網站地址
    root /usr/local/etc/nginx/www/huxintong_admin; # 準備存放程式碼工程的路徑
    #路由到網站根目錄 www.test.com 時候的處理
    location / {
        index index.php; #跳轉到 www.test.com/index.php
        autoindex on;
    }   

    #當請求網站下 php 檔案的時候，反向代理到 php-fpm
    location ~ \.php$ {
        include /usr/local/etc/nginx/fastcgi.conf; #載入 nginx 的 fastcgi 模組
        fastcgi_intercept_errors on;
        fastcgi_pass   127.0.0.1:9000; # tcp 方式，php-fpm 監聽的 IP 地址和埠
       # fasrcgi_pass /usr/run/php-fpm.sock # unix socket 連線方式
    }

}

2) php-fpm 的配置

listen = 127.0.0.1:9000
# 或者下面這樣
listen = /var/run/php-fpm.sock

注意，在使用 unix socket 方式連線時，由於 socket 檔案本質上是一個檔案，存在許可權控制的問題，所以需要注意 nginx 程式的許可權與 php-fpm 的許可權問題，不然會提示無許可權訪問。（在各自的配置檔案裡設定使用者）

通過以上配置即可完成 php-fpm 與 nginx 的通訊。

在應用中的選擇

如果是在同一臺伺服器上執行的 nginx 和 php-fpm，且併發量不高（不超過1000），選擇unix socket，以提高 nginx 和 php-fpm 的通訊效率。
如果是面臨高併發業務，則考慮選擇使用更可靠的 tcp socket，以負載均衡、核心優化等運維手段維持效率。

若併發較高但仍想用 unix socket 時，可通過以下方式提高 unix socket 的穩定性。

1）將sock檔案放在 /dev/shm 目錄下，此目錄下將 sock 檔案放在記憶體裡面，記憶體的讀寫更快。

2）提高 backlog

backlog 預設位 128，1024 這個值換成自己正常的 QPS，配置如下。

nginx.conf 檔案中

server {
        listen 80 default backlog = 1024;
       }

php-fpm.conf 檔案中

listen.backlog = 1024

3）增加 sock 檔案和 php-fpm 例項

在 /dev/shm 新建一個 sock 檔案，在 nginx 中通過 upstream 模組將請求負載均衡到兩個 sock 檔案，並且將兩個 sock 檔案分別對應到兩套 php-fpm 例項上。

個人總結，若有不對，敬請指正~

臨淵羨魚，退而結網。

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