nginx+php-fpm工作原理

猿哥

发布于 2020-03-12 18:43:44

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发布于 2020-03-12 18:43:44

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官方解释php-fpm

官方手册：FPM（FastCGI 进程管理器）用于替换 PHP FastCGI 的大部分附加功能，对于高负载网站是非常有用的。它的功能包括：

支持平滑停止/启动的高级进程管理功能；
可以工作于不同的 uid/gid/chroot 环境下，并监听不同的端口和使用不同的 php.ini 配置文件（可取代 safe_mode 的设置）；
stdout 和 stderr 日志记录;
在发生意外情况的时候能够重新启动并缓存被破坏的 opcode;
文件上传优化支持;
"慢日志" - 记录脚本（不仅记录文件名，还记录 PHP backtrace 信息，可以使用 ptrace或者类似工具读取和分析远程进程的运行数据）运行所导致的异常缓慢;
fastcgi_finish_request() - 特殊功能：用于在请求完成和刷新数据后，继续在后台执行耗时的工作（录入视频转换、统计处理等）；
动态／静态子进程产生；
基本 SAPI 运行状态信息（类似Apache的 mod_status）；
基于 php.ini 的配置文件。

从官方手册来看，php-fpm是一个FastCGI的进程管理器，用来管理FastCGI进程的。那么什么是FastCGI呢?这个我们要从CGI说起。

CGI

CGI (Common Gateway Interface)是 Web Server 与后台语言交互的协议，有了这个协议，开发者可以使用任何语言处理 Web Server 发来的请求，动态的生成内容。保证了传递过来的数据是标准格式的（规定了以什么样的格式传哪些数据（URL、查询字符串、POST数据、HTTP header等等）），方便了开发者。

PHP-CGI

PHP语言对应与服务器交互的CGI程序就是PHP-CGI。 CGI程序本身只能解析请求、返回结果，不会进程管理，所以有一个致命的缺点，那就是每处理一个请求都需要fork一个全新的进程，随着Web的兴起，高并发越来越成为常态，这样低效的方式明显不能满足需求（每一次web请求都会有启动和退出进程，也就是最为人诟病的fork-and-execute模式，这样一在大规模并发下，就死翘翘了）。就这样，FastCGI诞生了，CGI程序很快就退出了历史的舞台。

FastCGI

FastCGI，顾名思义为更快的 CGI，它允许在一个进程内处理多个请求，而不是一个请求处理完毕就直接结束进程，性能上有了很大的提高。FastCGI也可以说是一种协议

那么FastCGI是怎么做的呢？

首先，FastCGI会先启一个master进程，解析配置文件，初始化执行环境，然后再启动多个worker进程。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FastCGI的对进程的管理。

那现在我们可以大致上想象到php-fpm是个什么东东了吧！

PHP-FPM

FPM 是一个 PHP 进程管理器，包含 master 进程和 worker 进程两种进程：master 进程只有一个，负责监听端口，接收来自 Web Server 的请求，而 worker 进程则一般有多个 (具体数量根据实际需要配置)，每个进程内部都嵌入了一个 PHP 解释器，是 PHP 代码真正执行的地方，下面是我本机上FPM的进程情况：1个master进程，2个worker进程。

从FPM接收到请求，到处理完毕，其具体的流程如下：

1.FPM的master进程接收到请求。 2.master进程根据配置指派特定的worker进程进行请求处理，如果没有可用进程，返回错误，这也是我们配合Nginx遇到502错误比较多的原因。 3.worker进程处理请求，如果超时，返回504错误。 4.请求处理结束，返回结果。

FPM从接收到处理请求的流程就是这样了，那么Nginx又是如何发送请求给FPM的呢？

Nginx

我们知道，Nginx 不仅仅是一个 Web 服务器，也是一个功能强大的 proxy 服务器，除了进行 http 请求的代理，也可以进行许多其他协议请求的代理，包括本文与 fpm 相关的 fastcgi 协议。为了能够使 Nginx 理解 fastcgi 协议，Nginx 提供了 fastcgi 模块来将 http 请求映射为对应的 fastcgi 请求。

Nginx的FastCGI模块提供了fastcgi_param指令来主要处理这些映射关系，下面是Nginx的一个配置文件实例，其主要完成的工作是将Nginx中的变量翻译成PHP中能够理解的变量。

除此之外，非常重要的就是fastcgi_pass指令了，这个指令用于指定FPM进程监听的地址，Nginx会把所有的PHP请求翻译成FastCGI请求之后再发送到这个地址。下面一个简单的可以工作的Nginx配置文件：

server {
    listen 80;
    server_name www.example.com;
    root /usr/local/web/Mr_J/public;
    index index.php index.html index.htm;

    access_log /usr/local/nginx/logs/test-access.log;
    error_log  /usr/local/nginx/logs/test-error.log;

    location / {
      try_files $uri $uri/ /index.php?$query_string;
    }

    location ~\.php$ {
          fastcgi_pass   127.0.0.1;
          fastcgi_index  index.php;
          fastcgi_param  SCRIPT_FILENAME  $document_root$fastcgi_script_name;
          include        fastcgi_params;
    }
}

在这个配置文件中，我们新建了一个虚拟主机，监听80端口，项目根目录为 /usr/local/web/Mr_J/public。然后我们通过location指令，将所有的以.php结尾的请求都交给FastCGI模块处理，从而把所有的PHP请求都交给了FPM处理，从而完成Nginx到FPM的闭环。如此以来，Nginx与FPM通信的整个流程应该比较清晰了。

www.example.com
        |
        |
      Nginx
        |
        |
路由到www.example.com/index.php
        |
        |
加载nginx的fast-cgi模块
        |
        |
fast-cgi监听127.0.0.1:9000地址
        |
        |
www.example.com/index.php请求到达127.0.0.1:9000
        |
        |
php-fpm 监听127.0.0.1:9000
        |
        |
php-fpm 接收到请求，启用worker进程处理请求
        |
        |
php-fpm 处理完请求，返回给nginx
        |
        |
nginx将结果通过http返回给浏览器