PHP SAPI（FCGI）个人整理

最新推荐文章于 2021-03-29 08:08:06 发布

liwenbo_csu

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分类专栏： PHP 文章标签： PHP FCGI FASTCGI PHPFPM PHP-FPM

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本文解析了PHP FCGI的实现原理，包括通过socket监听接收请求、处理请求及响应的过程。介绍了与CGI模式的主要区别，如通过socket获取执行信息、避免频繁重启进程等特点。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

PHP的CGI实现从cgi_main.c文件的main函数开始，在main函数中调用了定义在fastcgi.c文件中的初始化，监听等函数。对比TCP的流程，我们查看PHP对TCP协议的实现，虽然PHP本身也实现了这些流程，但是在main函数中一些过程被封装成一个函数实现。对应TCP的操作流程，PHP首先会执行创建socket，绑定套接字，创建监听：

if (bindpath) {
    fcgi_fd = fcgi_listen(bindpath, 128);   //  实现socket监听，调用fcgi_init初始化
    ...
}

在fastcgi.c文件中，fcgi_listen函数主要用于创建、绑定socket并开始监听，它走完了前面所列TCP流程的前三个阶段，

    if ((listen_socket = socket(sa.sa.sa_family, SOCK_STREAM, 0)) < 0 ||
        ...
        bind(listen_socket, (struct sockaddr *) &sa, sock_len) < 0 ||
        listen(listen_socket, backlog) < 0) {
        ...
    }

当服务端初始化完成后，进程调用accept函数进入阻塞状态，在main函数中我们看到如下代码：

    while (parent) {
        do {
            pid = fork();   //  生成新的子进程
            switch (pid) {
            case 0: //  子进程
                parent = 0;
 
                /* don't catch our signals */
                sigaction(SIGTERM, &old_term, 0);   //  终止信号
                sigaction(SIGQUIT, &old_quit, 0);   //  终端退出符
                sigaction(SIGINT,  &old_int,  0);   //  终端中断符
                break;
                ...
                default:
                /* Fine */
                running++;
                break;
        } while (parent && (running < children));
 
    ...
        while (!fastcgi || fcgi_accept_request(&request) >= 0) {
        SG(server_context) = (void *) &request;
        init_request_info(TSRMLS_C);
        CG(interactive) = 0;
                    ...
            }

如上的代码是一个生成子进程，并等待用户请求。在fcgi_accept_request函数中，程序会调用accept函数阻塞新创建的进程。当用户的请求到达时，fcgi_accept_request函数会判断是否处理用户的请求，其中会过滤某些连接请求，忽略受限制客户的请求，如果程序受理用户的请求，它将分析请求的信息，将相关的变量写到对应的变量中。其中在读取请求内容时调用了safe_read方法。如下所示： [main() -> fcgi_accept_request() -> fcgi_read_request() -> safe_read()]

static inline ssize_t safe_read(fcgi_request *req, const void *buf, size_t count){
    size_t n = 0;
    do {
    ... //  省略  对win32的处理
        ret = read(req->fd, ((char*)buf)+n, count-n);   //  非win版本的读操作
    ... //  省略
    } while (n != count);
 
}

如上对应服务器端读取用户的请求数据。

在请求初始化完成，读取请求完毕后，就该处理请求的PHP文件了。假设此次请求为PHP_MODE_STANDARD则会调用php_execute_script执行PHP文件。在此函数中它先初始化此文件相关的一些内容，然后再调用zend_execute_scripts函数，对PHP文件进行词法分析和语法分析，生成中间代码，并执行zend_execute函数，从而执行这些中间代码。关于整个脚本的执行请参见第三节脚本的执行。

在处理完用户的请求后，服务器端将返回信息给客户端，此时在main函数中调用的是fcgi_finish_request(&request, 1); fcgi_finish_request函数定义在fastcgi.c文件中，其代码如下：

int fcgi_finish_request(fcgi_request *req, int force_close){int ret = 1;
 
if (req->fd >= 0) {
    if (!req->closed) {
        ret = fcgi_flush(req, 1);
        req->closed = 1;
    }
    fcgi_close(req, force_close, 1);}return ret;}

如上，当socket处于打开状态，并且请求未关闭，则会将执行后的结果刷到客户端，并将请求的关闭设置为真。将数据刷到客户端的程序调用的是fcgi_flush函数。在此函数中，关键是在于答应头的构造和写操作。程序的写操作是调用的safe_write函数，而safe_write函数中对于最终的写操作针对win和linux环境做了区分，在Win32下，如果是TCP连接则用send函数，如果是非TCP则和非win环境一样使用write函数。如下代码：

#ifdef _WIN32if (!req->tcp) {
    ret = write(req->fd, ((char*)buf)+n, count-n);} else {
    ret = send(req->fd, ((char*)buf)+n, count-n, 0);
    if (ret <= 0) {
            errno = WSAGetLastError();
    }}#else
ret = write(req->fd, ((char*)buf)+n, count-n);#endif

在发送了请求的应答后，服务器端将会执行关闭操作，仅限于CGI本身的关闭，程序执行的是fcgi_close函数。 fcgi_close函数在前面提的fcgi_finish_request函数中，在请求应答完后执行。同样，对于win平台和非win平台有不同的处理。其中对于非win平台调用的是write函数。

以上是一个TCP服务器端实现的简单说明。这只是我们PHP的CGI模式的基础，在这个基础上PHP增加了更多的功能。在前面的章节中我们提到了每个SAPI都有一个专属于它们自己的sapi_module_struct结构：cgi_sapi_module，其代码定义如下：

/* {{{ sapi_module_struct cgi_sapi_module
 */static sapi_module_struct cgi_sapi_module = {"cgi-fcgi",                     /* name */"CGI/FastCGI",                  /* pretty name */
 
php_cgi_startup,                /* startup */
php_module_shutdown_wrapper,    /* shutdown */
 
sapi_cgi_activate,              /* activate */
sapi_cgi_deactivate,            /* deactivate */
 
sapi_cgibin_ub_write,           /* unbuffered write */
sapi_cgibin_flush,              /* flush */NULL,                           /* get uid */
sapi_cgibin_getenv,             /* getenv */
 
php_error,                      /* error handler */
 
NULL,                           /* header handler */
sapi_cgi_send_headers,          /* send headers handler */NULL,                           /* send header handler */
 
sapi_cgi_read_post,             /* read POST data */
sapi_cgi_read_cookies,          /* read Cookies */
 
sapi_cgi_register_variables,    /* register server variables */
sapi_cgi_log_message,           /* Log message */NULL,                           /* Get request time */NULL,                           /* Child terminate */
 
STANDARD_SAPI_MODULE_PROPERTIES
};/* }}} */

同样，以读取cookie为例，当我们在CGI环境下，在PHP中调用读取Cookie时，最终获取的数据的位置是在激活SAPI时。它所调用的方法是read_cookies。由SAPI实现来实现获取cookie，这样各个不同的SAPI就能根据自己的需要来实现一些依赖环境的方法。

SG(request_info).cookie_data = sapi_module.read_cookies(TSRMLS_C);

所有使用PHP的场合都需要定义自己的SAPI，例如在第一小节的Apache模块方式中， sapi_module是apache2_sapi_module，其对应read_cookies方法的是php_apache_sapi_read_cookies函数，而在我们这里，读取cookie的函数是sapi_cgi_read_cookies。从sapi_module结构可以看出flush对应的是sapi_cli_flush，在win或非win下，flush对应的操作不同，在win下，如果输出缓存失败，则会和嵌入式的处理一样，调用php_handle_aborted_connection进入中断处理程序，而其它情况则是没有任何处理程序。这个区别通过cli_win.c中的PHP_CLI_WIN32_NO_CONSOLE控制。

个人总结：PHP FCGI的实现与CGI的区别就是，

1、FCGI是通过scoket监听来获取请求的脚本文件和参数，CGI是通过环境变量来获取,

2、因为FCGI通过socket来获取需要执行的信息，因为它可以循环在处理过程中而不用每次请求都重新启动一个进程，重新初始化各个模块，初始化很多的全局变量，读取php.ini设置等

3、FCGI可以同时启动多个，多个进程之前监听同一个socket端口，但是他们之前会有一个竞争锁来防止惊群现象的发生。

4、PHP-FPM是用来管理多个FCGI进程的，比如保持进程的数量，增加进程的数量，重启已经处理了很多请求的进程等等。