PHP-FPM的知识深度详解

一、需要搞清楚几个名词概念

1. CGI（Common Gateway Interface，CGI）通用网关接口, 是Web 服务器运行时外部程序的规范，按CGI 编写的程序可以扩展服务器功能。CGI 应用程序能与浏览器进行交互，还可通过数据API与数据库服务器等外部数据源进行通信，从数据库服务器中获取数据。格式化为HTML文档后，发送给浏览器，也可以将从浏览器获得的数据放到数据库中。几乎所有服务器都支持CGI，可用任何语言编写CGI，包括流行的C、C ++、Java、VB 和Delphi 等。所以说CGI是一个协议，不是进程。CGI的存在，可以使用户通过浏览器来访问执行在服务器上的动态程序；CGI是Web服务器与CGI程序间传输数据的标准；

服务器端 CGI 程序接收信息有三种途径：环境变量、命令行和标准输入。

命令行：

表单的Method=GET，向CGI 传递表单编码信息是通过命令方式来进行的。

标准输入：表单的Method=POST，向CGI 传递表单编码信息是通过标准输入方式来进行的。

环境变量：表单编码信息是通过环境变量QUERY_STRING 来传递。

浏览器传递数据方式：

POST:发送数据大小不受限制，环境变量CONTENT_LENGTH 存放这发送数据的长度,CGI程序检查环境变量REQUEST_METHOD 确定是否采用了POST，决定是否使用标准输入。

GET:发送数据小于1024字节可使用

URL+?：属于GET方式

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CGI工作机制

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传统的CGI程序执行过程

2. FastCGI（Fast Common Gateway Interface）快速通用网关接口，是CGI的优化升级。

FastCGI发展：

传统CGI接口方式主要的缺点是性能差，因为每次HTTP服务器遇到动态程序时需要重新启动脚本解析器(php-cgi)来执行解析，然后结果返回给HTTP服务器。那么在处理高并发时，几乎是不可用的。

FastCGI接口方式采用C/S结构，可以将HTTP服务器和脚本解析服务器分开，同时在脚本解析服务器上启动一个或者多个脚本解析守护进程。当HTTP服务器每次遇到动态程序时，可以将其直接交付给FastCGI进程来执行，然后将得到的结果返回给浏览器。这种方式可以让HTTP服务器专一地处理静态请求或者将动态脚本服务器的结果返回给客户端，这在很大程度上提高了整个应用系统的性能。

FastCGI 与传统 CGI 模式的区别之一则是 Web 服务器不是直接执行 CGI 程序了，而是通过 socket 与 FastCGI 响应器（FastCGI 进程管理器）进行交互，Web 服务器需要将 CGI 接口数据封装在遵循 FastCGI 协议包中发送给 FastCGI 响应器程序。正是由于 FastCGI 进程管理器是基于 socket 通信的，所以也是分布式的，Web服务器和CGI响应器服务器分开部署。

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基于FastCGI进程管理器程序执行过程

3. PHP-CGI是PHP解释器，它是个CGI程序，本身只能解析请求，不能管理进程。

4. PHP-FPM(FastCGI Process Manager：FastCGI进程管理器)是用来调度管理PHP-FastCGI进程的程序，在PHP5.3.3之前是php内核的一个补丁包，在后来的版本中php内核集成了php-fpm。

二、Nginx+FastCGI的工作过程

Nginx不支持对外部程序的直接调用或者解析，所有的外部程序（包括PHP）必须通过FastCGI接口来调用。FastCGI接口在Linux下是socket，（这个socket可以是文件socket，也可以是ip socket）。

为了调用CGI程序，还需要一个FastCGI的wrapper（wrapper可以理解为用于启动另一个程序的程序），这个wrapper绑定在某个固定socket上，如端口或者文件socket。当Nginx将CGI请求发送给这个socket的时候，通过FastCGI接口，wrapper接收到请求，然后派生出一个新的线程，这个线程调用解释器或者外部程序处理脚本并读取返回数据；接着，wrapper再将返回的数据通过FastCGI接口，沿着固定的socket传递给Nginx；最后，Nginx将返回的数据发送给客户端，这就是Nginx+FastCGI的整个工作过程。

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三、PHP-FPM对进程的管理

Fastcgi是一个协议，不是进程。PHP-FPM实现了这个协议，是对Fastcgi程序（php-cgi）的进程管理器。

首先，先启一个master，解析配置文件，初始化执行环境，然后再启动多个worker。当请求过来时，master会传递给一个worker，然后立即可以接受下一个请求。这样就避免了重复的劳动，效率自然是高。而且当worker不够用时，master可以根据配置预先启动几个worker等着；当然空闲worker太多时，也会停掉一些，这样就提高了性能，也节约了资源。这就是php-fpm的对进程的管理。php-fpm的管理对象是php-cgi。

四、PHP-FPM实现平滑重启

1. WorkerMan平滑重启

WorkerMan分为主进程和子进程，主进程负责监控子进程，子进程负责接收客户端的连接和连接上发来的请求数据，做相应的处理并返回数据给客户端。当业务代码更新时，其实我们只要更新子进程，便可以达到更新代码的目的。

当WorkerMan主进程收到平滑重启信号时，主进程会向其中一个子进程发送安全退出(让对应进程处理完毕当前请求后才退出)信号，当这个进程退出后，主进程会重新创建一个新的子进程（这个子进程载入了新的PHP代码），然后主进程再次向另外一个旧的进程发送停止命令，这样一个进程一个进程的重启，直到所有旧的进程全部被置换为止。

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2. Nginx平滑重启

Nginx的进程分为master主进程和work工作进程，master进程主要管理事件信号接受和分发，所有的请求处理都由work进程处理并返回结果，Nginx的平滑重启或重载配置文件等升级，首先是向master发送重启或重载配置文件信号，然后master告诉所有的work进程不再接受新的请求，然后master另起新的work进程，最后告诉旧的work进程可以光荣退出了。

3. PHP-FPM平滑重启

php-fpm对此的处理机制是新的worker用新的配置，已经存在的worker处理完手上的活就可以歇着了，通过这种机制来平滑过度。

五、PHP-FPM详解

PHP-FPM(PHP FastCGI Process Manager)意：PHP FastCGI 进程管理器，用于管理PHP 进程池的软件，用于接受web服务器的请求。

PHP-FPM提供了更好的PHP进程管理方式，可以有效控制内存和进程、可以平滑重载PHP配置。

1. 为什么会出现php-fpm

fpm的出现是因为php-fastcgi出现，为了很好的管理php-fastcgi而实现的一个程序。

2. 什么是php-fastcgi

php-fastcgi 只是一个cgi程序,只会解析php请求，并且返回结果，不会管理(因此才出现的php-fpm)。

3. 为什么不叫php-cgi

其实在php-fastcgi出现之前是有一个php-cgi存在的,只是它的执行效率低下，因此被php-fastcgi取代。

4. fastcgi和cgi有什么区别

这区别就大了，当一个服务web-server(nginx)分发过来请求的时候，通过匹配后缀知道该请求是个动态的php请求，会把这个请求转给php。

在cgi的年代，思想比较保守，总是一个请求过来后,去读取php.ini里的基础配置信息，初始化执行环境，每次都要不停的去创建一个进程,读取配置，初始化环境，返回数据，退出进程，久而久之，启动进程的工作变的乏味无趣特别累。

当php来到了5的时代，大家对这种工作方式特别反感，想偷懒的人就拼命的想，我可不可以让cgi一次启动一个主进程(master),让他只读取一次配置，然后在启动多个工作进程(worker),当一个请求来的时候，通过master传递给worker这样就可以避免重复劳动了。于是就产生了fastcgi。

5. fastcgi这么好，启动的worker用完怎么办

当worker不够的时候，master会通过配置里的信息，动态启动worker，等空闲的时候可以收回worker

6. 到现在还是没明白php-fpm 是个什么东西?

就是来管理启动一个master进程和多个worker进程的程序。

PHP-FPM 会创建一个主进程，控制何时以及如何将HTTP请求转发给一个或多个子进程处理。PHP-FPM主进程还控制着什么时候创建(处理Web应用更多的流量)和销毁(子进程运行时间太久或不再需要了)PHP子进程。PHP-FPM进程池中的每个进程存在的时间都比单个HTTP请求长,可以处理10、50、100、500或更多的HTTP请求。

六、PHP-FPM安装

PHP在 5.3.3 之后已经把php-fpm并入到php的核心代码中了。所以php-fpm不需要单独的下载安装。
要想php支持php-fpm，只需要在编译php源码的时候带上 --enable-fpm 就可以了。

七、PHP-FPM配置

全局配置

在Centos中，PHP-FPM 的主配置文件是 /etc/php7/php-fpm.conf。

指定一段时间内有指定个子进程失效了，PHP-FPM重启：

#在指定的一段时间内，如果失效的PHP-FPM子进程数超过这个值，PHP-FPM主进程将优雅重启。
emergency_restart_threshold = 10

#设定emergency_restart_interval 设置采用的时间跨度。
emergency_restart_interval = 1m

配置进程池

PHP-FPM配置文件其余的内容是一个名为Pool Defintions的区域。这个区域里的配置用户设置每个PHP-FPM进程池。PHP-FPM进程池中是一系列相关的PHP子进程。==通常一个PHP应用有自己一个进程池==。

Centos在PHP-FPM主配置文件的顶部引入进程池定义文件：

include=/etc/php7/php-fpm.d/*.conf

www.conf 是PHP-FPM进程池的默认配置文件。

user= nobody
#拥有这个 PHP-FPM进程池中子进程的系统用户。要把这个设置的值设用的非根用户的用户名。

group = nobody
#拥有这个 PHP-FPM进程池中子进程的系统用户组。要把这个设置的值设应用的非根用户所属的用户组名。

listen=[::]]:9000
#PHP-FPM进程池监听的IP地址和端口号,让 PHP-FPM只接受 nginx从这里传入的请求。

listen. allowed clients =127.0.0.1
#可以向这个 PHP-FPM进程池发送请求的IP地址(一个或多个)。

pm.max children =51
#这个设置设定任何时间点 PHP-FPM进程池中最多能有多少个进程。这个设置没有绝对正确的值,你应该测试你的PHP应用,确定每个PHP进程需要使用多少内存，然后把这个设置设为设备可用内存能容纳的PHP进程总数。对大多数中小型PHP应用来说,每个PHP进程要使用5~15MB内存(具体用量可能有差异）。 假设我们使用设备为这个PHP-FPM进程池分配了512MB可用内存，那么可以把这个设置设为（512MB总内存）/(每个进程使用10MB) = 51个进程。

...

编辑保存，重启PHP-FPM主进程：

sudo systemctl restart php-fpm.service

PHP-FPM进程池的配置详情参见 https://www.php.net/manual/zh/install.fpm.configuration.php