浅析 PHP SAPI

PHP

PHP框架流程图

PHP框架流程图

从整体来说，PHP可以细分为四个层次。最核心的，就是Zend引擎。其次就是和它搭配的PHP扩展(extensions）这个部分了。再来就是SAPI（Server Application Programming Interface，也就是服务端应用编程接口）这个部分，最后就是上层应用的部分（平时编写的PHP程序）。

四个部分的简单说明

Zend引擎：

Zend整体用纯C实现，是PHP的内核部分，它将PHP代码翻译（词法、语法解析等一系列编译过程）为可执行opcode（指令）的处理并实现相应的处理方法、
实现了基本的数据结构（如hashtable、oo）、内存分配及管理、提供了相应的api方法供外部调用，是一切的核心，所有的外围功能均围绕Zend实现。

Extensions：

围绕着Zend引擎，extensions通过组件式的方式提供各种基础服务，我们常见的各种内置函数（如array系列）、标准库等都是通过extension来实现，用户
也可以根据需要实现自己的extension以达到功能扩展、性能优化等目的。

SAPI：

Server Application Programming Interface，也就是服务端应用编程接口，SAPI通过一系列钩子函数，使得PHP可以和外围交互数据，通过SAPI成功
地将PHP本身和上层应用解耦隔离，PHP可以不再考虑如何针对不同应用进行兼容，而应用本身也可以针对自己的特点实现不同的处理方式。

上层应用：

平时编写的PHP程序，通过不同的sapi方式得到各种各样的应用模式，如通过webserver实现web应用、在命令行下以脚本方式运行等等。

PHP运行与加载
PHP提供很多种形式的接口，包括apache、apache2filter、apache2handler、caudium、cgi 、cgi-fcgi、cli、cli-server、continuity、embed、isapi、litespeed、milter、nsapi、phttpd pi3web、roxen、thttpd、tux和webjames。但是常用的只有5种形式，CLI/CGI（命令行）、Multiprocess（多进程）、Multithreaded（多线程）、FastCGI和Embedded（内嵌）。

无论使用哪种SAPI，在PHP执行脚本前后，都包含一系列事件：Module的init(MINT)和shutdown(MSHUTDOWN)，Request 的init(RINT)和shutdown(RSHUTDOWN)。

PHP的生命周期

第一阶段是PHP模块初始化阶段（MINIT），可以初始化扩展内部变量、分配资源和注册资源处理器，在整个PHP实例生命周期内，该过程只执行一次。

第二阶段是请求初始化阶段（RINIT），在模块初始化并激活后，会创建PHP运行环境，同时调用所有模块注册的RINT函数，调用每个扩展的请求初始化函数 ，设定特定的环境变量、分配资源或执行其他任务，如审核。

第三阶段（RSHUTDOWN），请求处理完成后，会调用PHP_RSHUTDOWN_FUNCTION进行回收，这是每个扩展的请求关闭函数，执行最后的清理工作。Zend引擎执行清理过程、垃圾收集、对之前的请求期间用到的每个变量执行unset。请求完成可能是执行到脚本完成，也可能是调用die()或exit()函数完成。

第四阶段（MSHUTDOWN），当PHP生命周期结束时候，PHP_MSHUTDOWN_FUNCTION对模块进行回收处理，这是每个扩展的模块关闭函数，用于关闭自己的内核子系统。

常见的SAPI运行模式

1. CLI和CGI模式（单进程模式）

CLI和CGI都属于单进程模式，PHP的生命周期在一次请求中完成。也就是说每次执行PHP脚本，都会执行第二部分讲的四个INT和SHUTSDOWN事件。

2. 多进程模式

该模式可以将PHP内置到Web Server中，PHP可以编译成Apache下的prefork MPM模式和APXS模块，当Apache启动后，会fork很多子进程，每个子进程拥有自
己独立的进程地址空间。在一个子进程中，PHP的生命周期是调用MINT启动后，执行多次请求（RINT/RSHUTDOWN)，在Apache关闭或进程结束后，才会调用MS
HUTDOWN进行回收阶段。多进程模型中，每个子进程都是独立运行，没有代码和数据共享，因此一个子进程终止退出和重新生成，不会影响其他子进程的稳定。

3. 多线程模式

Apache2的Worker MPM采用了多线程模型，在一个进程下创建多个线程，在同一个进程地址空间执行。

4. FastCGI模式

在我们用的Nginx+PHP-FPM用的就是FastCGI模式，Fastcgi是一种特殊的CGI模式，是一种常驻进程类型的CGI，运行后可以Fork多个进程，不用花费时间
动态的Fork子进程，也不需要每次请求都调用MINT/MSHUTDOWN。PHP通过PHP-FPM来管理和调度FastCGI的进程池。Nginx和PHP-FPM通过本地的TCP Socket
和Unix Socket 进行通信。PHP-FPM进程管理器自身初始化，启动多个CGI解释器进程等待来自Nginx的请求。当客户端请求达到PHP-FPM，管理器选择到一个
CGI进程进行处理，Nginx将CGI环境变量和标准输入发送到一个PHP-CGI子进程。PHP-CGI子进程处理完成后，将标准输出和错误信息返回给Nginx，当
PHP-CGI子进程关闭连接时，请求处理完成。PHP-CGI子进程等待着下一个连接。可以想象CGI的系统开销有多大。每一个Web 请求PHP都必须重新解析
php.ini、载入全部扩展并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。另外，对于数据库和Memcache的持续连接可以工作。

5. 嵌入式

Embed SAPI是一种特殊的SAPI，允许在C/C++语言中调用PHP提供的函数。这种SAPI和CLI模式一样，按照
Module Init => Request Init => Request => Request Shutdown => Module Shutdown的模式运行。

Embed SAPI可以调用PHP丰富的类库，也可以实现高级玩法，比如可以查看PHP的OPCODE（PHP执行的中间码，Zend引擎的指令，由PHP代码生成）。