PHP - 语言底层运行及生命周期

概述

PHP在业界被调侃，是世界上最好的语言，PHP确实是Web开发里的利器，具体点说，就是一个用C语言实现包含大量组件模块的软件框架。是一个强大的UI框架。

PHP动态语言执行过程：拿到一段代码后，经过词法解析、语法解析等阶段后，源程序会被翻译成一个个指令（opcodes）,然后ZEND虚拟机顺次执行这些指令完成操作。PHP本身是用C实现的，因此最终调用的也是C的函数，实际上，我们可以把PHP看做一个C开发的软件。

分层体系

复杂的结构需要分层，TCP/IP协议因为分层得到了很好的应用，不熟悉的同学可以去我的计算机网络专栏的文章里看一看，PHP也是主要分为四层，分层处理，提高处理效率和职能。

PHP从下倒上是一个4层体系：

1、Zend引擎：Zend整体用纯C实现，是PHP的内核部分，他将PHP代码翻译（词法、语法解析等一系列编译过程）为可执行opcode的处理并实现相应的处理方法、实现了基本的数据结构（如：hash_table、OO）、内存分配机制及管理、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。

2、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（array系列）、标准库等都是通过extension来实现CGI即通用网关接口，用户也可以根据需要实现自己的extension的典型应用）。

博主梦话：印象里在win上开发的时候，有个ext文件夹，里面装载着各种类库，就是Extensions层存放扩展文件的路径。

3、Sapi： Sapi全称 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，这是PHP非常优雅和成功的设计，通过sapi成功的将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。

4、上层应用：这就是我们平时编写的PHP程序，通过不同的spai方式得到各种各样的应用模式，如何通过webserver实现web应用、在命令行下已脚本方式运行等等。

Sapi

Sapi通过一系列的接口，使得外部应用可以和PHP交换数据并可以根据不同应用特点实现特定的处理方法，我们常见一些sapi有：

var_dump(php_sapi_name()); # 输出当前php运行模式

1、CGI/FastCGI

下文有详细解释。

2、APACHE2HANDLER

PHP作为Apache模块，Apache服务器在系统启动后，预先生成多个进程副本驻留在内存中，一旦有请求出 现，就立即使用这些空余的子进程进行处理，这样就不存在生成子进程造成的延迟了。这些服务器副本在处理完一次HTTP请求之后并不立即退出，而是停留在计 算机中等待下次请求。对于客户浏览器的请求反应更快，性能较高。

3、apache模块的DLL

该运行模式是我们以前在windows环境下使用apache服务器经常使用的，而在模块化(DLL)中，PHP是与Web服务器一起启动并运行的。

博主梦话：印象里在win上开发的时候，有个ext文件夹，里面装载着各种类库，就是.dll结尾的文件。

4、Cli

在最开始设计PHP这门语言时是为了执行脚本，所以win上和Linux中都有 Cli模式，Cli模式会强制使用一些配置参数，强制关闭缓冲区的数据，执行也非常高效，常用的参数：

-a 交互式运行PHPCLI程序
-c 告诉PHP，从那个路径寻找php.ini
-l 检查php文件的语法，不执行
-m 查看编译的模块

Cli模式的生命周期

模块初始化阶段->请求初始化阶段->脚本执行阶段->请求关闭阶段->模块关闭阶段。

后来Swoole中为了追求性能，在启动服务的时候使用常驻内存的方式预先加载在内存里，在脚本中千万不要写配置文件中，因为在Cli模式下第一次的执行没有被释放，第二次的又来执行，会造成服务内存问题。

CGI/FastCGI

之前互联网上的Web服务都属于html，静态资源分布，随着互联网的发展，后来出现了像asp、jsp、php这种动态语言，动态语言的特点是需要Web服务器的解析Cgi就是Web服务器和动态语言通信的网关。

CGI即通用网关接口(Common Gateway Interface)，它是动态语言的产物，是负责Web服务与PHP通信的接口，CGI方式在遇到连接请求（用户 请求）先要创建cgi的子进程，激活一个CGI进程，然后处理请求，处理完后结束这个子进程。这就是 fork-and-execute 模式。所以用cgi 方式的服务器有多少连接请求就会有多少cgi子进程，子进程反复加载是cgi性能低下的主要原因。

在这个基础上产生了FastCGI，FastCGI像是一个常驻(long-live)型的CGI，它可以一直执行着，只要激活后，不会每次都要花费时间去fork一 次。PHP使用PHP-FPM(FastCGI Process Manager)，全称PHP FastCGI进程管理器进行管理。

FPM的三种模式运行模式

重点要介绍的是FPM的三种模式运行模式：内存优先(ondemand)、静态池(static)、服务优先(dynamic)。

ondemand

php-fpm启动的时候不会启动worker进程，按需启动worker，有链接进来后，才会启动。

listen = 127.0.0.1:9001
pm = ondemand
pm.process_idle_timeout = 60
pm.max_children = 10

连接到来时(只有链接，不没有数据也会创建，telnet也会创建)，创建新worker进程，worker进程数的创建收max_children设置限制，也受限于全局的process.max设置(三种模式都受限此，下文中有全局配置项讲解)，如果空闲时间超过了process_idle_timeout的设置就会销毁worker进程。

优点：按流量需求创建，不浪费系统资源。

缺点：因为php-fpm是短连接的，如果每次请求都先建立连接，大流量场景下会使得master进程变得繁忙，浪费cpu，不适合大流量模式，不推荐使用此模式。

dynamic

会初始化创建一部分worker，在运行过程中，动态调整worker数量，最大worker数再pm.max_children和process.max之间。

pm.max_children < worker进程数量 < process.max

pm = dynamic
pm.max_children = 10
pm.start_servers = 2
pm.min_spare_servers = 1
pm.max_spare_servers = 6

当空闲进程数小于min_spare_servers时，创建新的子进程，总子进程数小于等于pm.max_children，小于等于process.max,当空闲进程数大于max_spare_servers，会杀死启动时间最长的子进程,如果子进程(idle状态)数大于max_children,会打印warning日志，结束处理。

process小于 max_children ，计算一个num，启动num个worker。

优点：动态扩容，不浪费系统资源。

缺点：所有worker都在工作，新的请求到来需要等待创建worker进程，最长等待1s(内部存在一个1s的定时器，去查看，创建进程)，频繁启停进程消耗cpu，请求数稳定，不需要频繁销毁

static

启动固定大小数量的worker，也有1s的定时器，用于统计进程的一些状态信息，例如空闲worker个数，活动worker个数

#需要主意的是，必须配置这个参数，而且只有这个参数有效
pm.max_children = 10 

NGINX与php-fpm的通信

我理解的php-fpm是PHP对FastCGi封装的模块，是PHP对CGI网关通信的优化和扩展，Web服务器都在php-fpm实现。配置文件里的listen。listen负责监听ip和端口，查看php-fpm的配置文件，查看监听端口，默认是9000,然后配置你的Nginx。

	ps aux | grep php
	listen = 127.0.0.1:9000

Nginx Server里配置：

server {
     listen      80;
     server_name  www.baidu.com;
     root /home/work/www/baidu/;
     index index.php;

     location / {
         add_header Access-Control-Allow-Origin *;
         add_header Access-Control-Allow-Methods 'GET, POST, OPTIONS';
         add_header Access-Control-Allow-Headers 'DNT,X-Mx-ReqToken,Keep-Alive,User-Agent,X-Requested-With,If-Modified-Since,Cache-Control,Content-Type,Authorization';
     }

     location ~ / {
      rewrite ^(.*)$ /index.php$1 break;
      fastcgi_pass   127.0.0.1:9000;
      fastcgi_index  index.php;
      fastcgi_param  SCRIPT_FILENAME $document_root$fastcgi_script_name;
      fastcgi_param  ENVIROMENT 0;
      include fastcgi_params;
     }
}