CGI，FastCGI，PHP-CGI與PHP-FPM區別詳解

pythontab發表於2014-03-14
ASTPHP

CGI

CGI全稱是“公共閘道器介面”(Common Gateway Interface)，HTTP伺服器與你的或其它機器上的程式進行“交談”的一種工具，其程式須執行在網路伺服器上。

CGI可以用任何一種語言編寫，只要這種語言具有標準輸入、輸出和環境變數。如php,perl,tcl等。

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。

FastCGI特點

  1. FastCGI具有語言無關性.

  2. FastCGI在程式中的應用程式，獨立於核心web伺服器執行，提供了一個比API更安全的環境。APIs把應用程式的程式碼與核心的web伺服器連結在一起，這意味著在一個錯誤的API的應用程式可能會損壞其他應用程式或核心伺服器。 惡意的API的應用程式程式碼甚至可以竊取另一個應用程式或核心伺服器的金鑰。

  3. FastCGI技術目前支援語言有：C/C++、Java、Perl、Tcl、Python、SmallTalk、Ruby等。相關模組在Apache, ISS, Lighttpd等流行的伺服器上也是可用的。

  4. FastCGI的不依賴於任何Web伺服器的內部架構，因此即使伺服器技術的變化, FastCGI依然穩定不變。

FastCGI的工作原理

  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)並等待來自Web Server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在此便退出了。

在上述情況中，你可以想象CGI通常有多慢。每一個Web請求PHP都必須重新解析php.ini、重新載入全部擴充套件並重初始化全部資料結構。使用FastCGI，所有這些都只在程式啟動時發生一次。一個額外的好處是，持續資料庫連線(Persistent database connection)可以工作。

FastCGI的不足

因為是多程式，所以比CGI多執行緒消耗更多的伺服器記憶體，PHP-CGI直譯器每程式消耗7至25兆記憶體，將這個數字乘以50或100就是很大的記憶體數。

Nginx 0.8.46+PHP 5.2.14(FastCGI)伺服器在3萬併發連線下，開啟的10個Nginx程式消耗150M記憶體（15M*10=150M），開啟的64個php-cgi程式消耗1280M記憶體（20M*64=1280M），加上系統自身消耗的記憶體，總共消耗不到2GB記憶體。如果伺服器記憶體較小，完全可以只開啟25個php-cgi程式，這樣php-cgi消耗的總記憶體數才500M。
上面的資料摘自Nginx 0.8.x + PHP 5.2.13(FastCGI)搭建勝過Apache十倍的Web伺服器(第6版)

PHP-CGI

PHP-CGI是PHP自帶的FastCGI管理器。

PHP-CGI的不足：

  1. php-cgi變更php.ini配置後需重啟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程式，php就不能執行了。(PHP-FPM和Spawn-FCGI就沒有這個問題，守護程式會平滑從新生成新的子程式。）

PHP-FPM

PHP-FPM是一個PHP FastCGI管理器，是隻用於PHP的，可以在 http://php-fpm.org/download下載得到。

PHP-FPM其實是PHP原始碼的一個補丁，旨在將FastCGI程式管理整合進PHP包中。必須將它patch到你的PHP原始碼中，在編譯安裝PHP後才可以使用。

現在我們可以在最新的PHP 5.3.2的原始碼樹裡下載得到直接整合了PHP-FPM的分支，據說下個版本會融合進PHP的主分支去。相對Spawn-FCGI，PHP-FPM在CPU和記憶體方面的控制都更勝一籌，而且前者很容易崩潰，必須用crontab進行監控，而PHP-FPM則沒有這種煩惱。

PHP5.3.3已經整合php-fpm了，不再是第三方的包了。PHP-FPM提供了更好的PHP程式管理方式，可以有效控制記憶體和程式、可以平滑過載PHP配置，比spawn-fcgi具有更多有點，所以被PHP官方收錄了。在./configure的時候帶 –enable-fpm引數即可開啟PHP-FPM。

Spawn-FCGI

Spawn-FCGI是一個通用的FastCGI管理伺服器，它是lighttpd中的一部份，很多人都用Lighttpd的Spawn-FCGI進行FastCGI模式下的管理工作，不過有不少缺點。而PHP-FPM的出現多少緩解了一些問題，但PHP-FPM有個缺點就是要重新編譯，這對於一些已經執行的環境可能有不小的風險(refer)，在php 5.3.3中可以直接使用PHP-FPM了。

Spawn-FCGI目前已經獨成為一個專案，更加穩定一些，也給很多Web 站點的配置帶來便利。已經有不少站點將它與nginx搭配來解決動態網頁。

最新的lighttpd也沒有包含這一塊了(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的下載地址是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網站搜尋“Spawn-FCGI”找到它的最新版本釋出地址。

PHP-FPM與spawn-CGI對比

PHP-FPM的使用非常方便，配置都是在PHP-FPM.ini的檔案內，而啟動、重啟都可以從php/sbin/PHP-FPM中進行。更方便的是修改php.ini後可以直接使用PHP-FPM reload進行載入，無需殺掉程式就可以完成php.ini的修改載入
結果顯示使用PHP-FPM可以使php有不小的效能提升。PHP-FPM控制的程式cpu回收的速度比較慢,記憶體分配的很均勻。
Spawn-FCGI控制的程式CPU下降的很快，而記憶體分配的比較不均勻。有很多程式似乎未分配到，而另外一些卻佔用很高。可能是由於程式任務分配的不均勻導致的。而這也導致了總體響應速度的下降。而PHP-FPM合理的分配，導致總體響應的提到以及任務的平均。


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