PHP学习系列 -- CLI、CGI、FastCGI、php-fpm学习

在上一篇文章中我们了解到，Web Server与PHP之间通过sapi来实现解耦，那这个过程到底是什么呢？cli、cgi、fastcgi、php-fpm又都是什么呢？别急，在这篇文章中，我们会对其有一个清晰的了解。

首先，cli、cgi、fastcgi都是sapi的一种实现形式，是不是有点模糊？没问题，下面先对其概念有一个简单的了解。

CLI模式

CLI : Command Line Interface(命令行接口)，通过命令行方式，我们无需通过Web Server即可执行PHP脚本；

CLI模式下，php.ini中的某些配置对其不起作用。如不受php脚本执行时间的限制（Web Server通常有响应时间的限制）；

具体CLI模式下在不同平台下如何执行php脚本以及传递参数，请参考PHP cli模式；

目前，CLI模式下执行php脚本的情况比较少，究其原因是无法满足复杂的业务需要，也不能传递post参数、上传文件，ui交互较差，更适合开发人员使用；

CGI

CGI：Common Gateway Interface（公共网关接口），是一种与语言无关的协议。

在进一步学习之前我们先来考虑一下这种情况：Web Server能够取到浏览器传递过来的get post参数，而Web应用程序也能接受stdin（标准输入），如此一来，将Web Server接受到的参数直接传给Web 应用程序不就OK了吗？

可事实上有这么简单吗？你想一下，两个人在做买卖，一个在说法语（Web Server），另一个人在说汉语（Web 应用程序），两个人之间如何进行交流？任何一方迁就另一方都不太可能。好在两方对英语还都掌握得OK，那好，那就定一个标准语言：英语，以后两方就通过英语进行沟通。这里的英语就类似于CGI，php-cgi就是该协议的一种实现方式。

一个动态请求到达Web Server之后，Web Server会根据cgi协议封装请求信息和环境变量组成stdin，通过Tcp链接或socket方式将stdin传递给php-cgi。 

OK，到目前为止，我们已经知道了请求经过Web Server转发之后最终到了php-cgi这里。那么，这个php-cgi又做了什么工作呢？和我们前面章节学习的Zend 引擎、词法、语法分析又有什么关系呢？

上面的内容可能部分不够准确，但大致流程是没问题的。

只不过，CGI模式也称为fork-execute-kill 模式：每当有一个请求过来时，Web Server都会启动一个php-cgi去处理这个请求，请求处理完成之后这个php-cgi就会自动销毁。对于QPS较小的情况下，CGI模式还好，但对于成百上千的QPS，这个时候的平响就会很长。为什么这么说呢？因为Web Server每创建一个php-cgi都是要给其分配内存和其他资源的，QPS较大时就会造成内存以及其他资源的紧张，最终造成整个平响的超长。

有一点要注意：CGI模式下，php-cgi的启动是受Web Server控制的。

对于目前很多高并发的网站而言，CGI模式很显眼不能满足他们的需求，那有没有什么办法解决一下呢？

回想一下上面php-cgi的产生、销毁过程：请求达到Web Server → 生成php-cgi进程 → 请求转发给php-cgi→php-cgi处理请求 → 返回给Web Server处理结果 → php-cgi 销毁。有没有一种方法可以实现php-cgi预生成（可能不够准确）、常驻内存呢？答案是肯定的，这也就是我们下面要说的fastcgi模式。

fastcgi

fastcgi也是一种协议，PHP语言的实现方式为php-cgi。fastcgi是cgi的升级版，既然是升级版，那较cgi又提升了哪些功能呢？

提升点就是php-cgi预生成与常驻内存。对于这两点大家可能不理解，解释一下。

预生成：在请求到达php-cgi之前就生成一定数量的php-cgi。

常驻内存：php-cgi在处理过一个请求之后并不会销毁，它会一直存在，等待着php-fpm分配的下一个请求。

OK，上面也说了，预生成php-cgi的时候会生成一定的数量。这些php-cgi在Web Server的某个请求转发过来之后都能对该请求进行处理，如果每个php-cgi都尝试进行处理就会造成"惊群效应"。那到底哪个能处理呢？很显然，我们需要对这些个php-cgi进行一个进程调度，php-fpm出现了。

php-fpm

前面说了，php-fpm是php-cgi的进程管理器。

这里有一点要注意，CGI协议时，php-cgi的启动是受Web Server控制的；fastcgi协议时，php-cgi的启动跟Web Server没有任何关系了，它只受php-fpm的调度。而且，这个时候Web Server转发请求以及传递参数给某个php-cgi都需先经过php-fpm的调度，之后再由php-fpm控制这个请求具体交给那个php-cgi处理。

可以将php-fpm独立运行在非web服务器上，实现所谓的动静分离。

盗用别人的一张图，下面是fasgcgi接口协议下一个客户端请求响应的完整过程。

备注：

上面我们说到了CGI存在的诟病，并提出了一种解决方案：预生成、常驻内存。除了fastcgi协议之外，其实还有另外一种方式。将php作为Apache的一个扩展编译进去，在Apache启动时加载并**php_module。这个时候，php-cgi常驻在httpd进程内部。当动态请求到达时，httpd不用再生成php-cgi，而是直接将动态请求转发给它内部php-cgi。但是，这也有一个问题：高QPS时性能会下降，因为这种方式生成的php-cgi只有一个。

CGI和fastcgi都只是协议。各种支持和WEB交互的编程语言对CGI/fastcgi协议都做了各自的实现(当然，任何一种语言都能写CGI脚本)，而php上的php-cgi和php-fpm正是php对fastcgi协议的实现。

参考：PHP的命令行模式