PHP-汇总CGI、FastCGI、PHP-CGI、PHP-FPM、Spawn-FCGI

　　什么是CGI

　　1.CGI是HTTP协议与其他外部应用程序之间的一个接口标准
　　2.CGI程序或脚本(CGI程序通过HTTP服务器去执行时, 必须在CGI程序中制定其执行程序的完整路径, 使SHELL能找到解释器以执行你的CGI程序, 一般是在CGI程序第一行,
比如#!/usr/bin/python 必须保证它的确指向解释器)
　　3.CGI解释器

　　CGI工作原理
　　每当客户请求CGI的时候, WEB服务器就请求操作系统生成一个新的CGI解释器进程(如php-cgi.exe), CGI解释器遵守CGI标准协议来与HTTP服务器进行交互(即HTTP服务器与机器上的其他程序进行交谈的协议), 根据上面中的第2条可知道CGI程序可以用任何语言编写, 只要指定CGI解释器即可, 当CGI满足要求后，WEB服务器就杀死这个进程。

　　通信过程
　　CGI标准用最简单的话来说就是：CGI程序是通过标准输入（stdin）或环境变量来得到服务器的输入信息， 也有Web 服务器使用了 UNIX shell 环境变量来保存从 Web 服务器传递出去的参数，然后生成一个运行 CGI 的独立的进程。并通过标准输出（stdout）向服务器输出信息。当Web服务器收到了由Web浏览器传来的Form数据时，就启动<FORM>标记中ACTION属性所指明的CGI程序。如果METHOD属性值是GET，CGI程序就从环境变量QUERY_STRING中获取Form数据；若METHOD属性值是POST，CGI程序就从标准输入（stdin）中获取Form数据。

    CGI全称是“公共网关接口”(Common Gateway Interface)，HTTP服务器与你的或其它机器上的程序进行“交谈”的一种程序，运行在服务器（实体服务器啊！）上。是一种重要的互联网技术，可以让一个客户端从网页浏览器向在执行在Web服务器上的程序请求数据。CGI描述了客户端和这个程序之间传输数据的一种标准。这些可执行程序通常就叫做CGI脚本，他们 就是普通的程序，也是独立的应用程序，通常由所谓的脚本语言写成，如Perl等。CGI的工作方式，从Web服务器的角度看，是在特定的位置（比如http://www.example.com/wiki.cgi）定义了可以运行CGI程序。当收到一个匹配URL的请求，相应的程序就会被调用，并将客户端发送的数据作为程序的输入。Web服务器收集程序的输出，并加上合适的头，再发送回客户端。CGI是与语言无关的，它只是一个标准，用任何只要是系统支持的语言，都可以写CGI脚本，然后设置他们可以执行。

　　CGI可以用任何一种语言编写，只要这种语言具有标准输入、输出和环境变量。如php,perl,tcl等

　　CGI主要的功能是在WWW环境下，藉由从客户端传递一些讯息给WWWServer，再由WWWServer去启动所指定的程式码来完成特定的工作。所以更明确的说，CGI仅是在WWWServer上可执行的程式码，而她的工作就是控制讯息要求而且产生并传回所需的文件。使用CGI，你的Server可以读取并显示在客户端无法读取的格式(像是SQLDataBase)。而且可以像闸道(Gateway)一样，在伺服端和客户端之间，产生客户端所需要的讯息。基本上，在此种主从式(Client/Server)的环境之下，其IPC(InterProcess Communication)的协定是利用讯息传递及记忆体分享(环境变数)的方式来完成。CGI有其特定的写法及规格，必须遵守其原则，方可达到主从端资讯交流的目的。

　　什么是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(这是 CGI最为人诟病的fork-and-execute 模式)。它还支持分布式的运算, 即 FastCGI 程序可以在网站服务器以外的主机上执行并且接受来自其它网站服务器来的请求。更好被叫做FastCGI进程管理器

　　FastCGI是语言无关的、可伸缩架构的CGI开放扩展，其主要行为是将CGI解释器进程保持在内存中并因此获得较高的性能。众所周 知，CGI解释器的反复加载是CGI性能低下的主要原因，如果CGI解释器保持在内存中并接受FastCGI进程管理器调度，则可以提供良好的性能、伸缩 性、Fail- Over特性等等。

　　FastCGI与CGI特点

　　1、如CGI，FastCGI也具有语言无关性.

　　2、如CGI, FastCGI在进程中的应用程序，独立于核心web服务器运行,提供了一个比API更安全的环境。(APIs把应用程序的代码与核心的web服务器链接 在一起，这意味着在一个错误的API的应用程序可能会损坏其他应用程序或核心服务器; 恶意的API的应用程序代码甚至可以窃取另一个应用程序或核心服务器的密钥。)

　　3、FastCGI技术目前支持语言有：C/C++、Java、Perl、Tcl、Python、SmallTalk、Ruby等。相关模块在Apache, ISS, Lighttpd等流行的服务器上也是可用的。

　　4、如CGI，FastCGI的不依赖于任何Web服务器的内部架构，因此即使服务器技术的变化, FastCGI依然稳定不变。

　　FastCGI的工作原理
　　
　　1、Web Server启动时载入FastCGI进程管理器（IIS ISAPI或Apache Module)
　　
　　2、FastCGI进程管理器自身初始化，启动多个CGI解释器进程(可见多个php-cgi)并等待来自Web Server的连接。
　　
　　3、当客户端请求到达Web Server时，FastCGI进程管理器选择并连接到一个CGI解释器。Web server将CGI环境变量和标准输入发送到FastCGI子进程php-cgi。
　　
　 　4、FastCGI子进程完成处理后将标准输出和错误信息从同一连接返回Web Server。当FastCGI子进程关闭连接时，请求便告处理完成。FastCGI子进程接着等待并处理来自FastCGI进程管理器(运行在Web Server中)的下一个连接。 在CGI模式中，php-cgi在此便退出了。
　　
　　在上述情况中，你可以想象CGI通常有多慢。每 一个Web请求PHP都必须重新解析php.ini、重新载入全部扩展并重初始化全部数据结构。使用FastCGI，所有这些都只在进程启动时发生一次。 一个额外的好处是，持续数据库连接(Persistent database connection)可以工作。

　　FastCGI的不足

　　因为是多进程，所以比CGI多线程消耗更多的服务器内存，PHP-CGI解释器每进程消耗7至25兆内存，将这个数字乘以50或100就是很大的内存数。
　　
　 　Nginx 0.8.46+PHP 5.2.14(FastCGI)服务器在3万并发连接下，开启的10个Nginx进程消耗150M内存（15M*10=150M），开启的64个php- cgi进程消耗1280M内存（20M*64=1280M），加上系统自身消耗的内存，总共消耗不到2GB内存。如果服务器内存较小，完全可以只开启25 个php-cgi进程，这样php-cgi消耗的总内存数才500M。

　　什么是PHP-CGI

　　PHP-CGI是PHP自带的FastCGI管理器。

　　启动PHP-CGI，使用如下命令：

php-cgi -b 127.0.0.1:9000

　　PHP-CGI的不足

　　1、php-cgi变更php.ini配置后需重启php-cgi才能让新的php-ini生效，不可以平滑重启

　　2、直接杀死php-cgi进程,php就不能运行了。(PHP-FPM和Spawn-FCGI就没有这个问题,守护进程会平滑从新生成新的子进程。）

　　什么是PHP-FPM

　　PHP-FPM是一个PHP FastCGI管理器，是只用于PHP的,可以在 http://php-fpm.org/download下载得到.

　　PHP-FPM其实是PHP源代码的一个补丁，旨在将FastCGI进程管理整合进PHP包中。必须将它patch到你的PHP源代码中，在编译安装PHP后才可以使用。

　　现在我们可以在最新的PHP 5.3.2的源码树里下载得到直接整合了PHP-FPM的分支，据说下个版本会融合进PHP的主分支去。相对Spawn-FCGI，PHP-FPM在 CPU和内存方面的控制都更胜一筹，而且前者很容易崩溃，必须用crontab进行监控，而PHP-FPM则没有这种烦恼。

　　PHP5.3.3已经集成php-fpm了，不再是第三方的包了。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，比spawn-fcgi具有更多有点，所以被PHP官方收录了。在./configure的时候带 –enable-fpm参数即可开启PHP-FPM。

　　使用PHP-FPM来控制PHP-CGI的FastCGI进程

/usr/local/php/sbin/php-fpm{start|stop|quit|restart|reload|logrotate}
 
--start 启动php的fastcgi进程
--stop 强制终止php的fastcgi进程
--quit 平滑终止php的fastcgi进程
--restart 重启php的fastcgi进程
--reload 重新平滑加载php的php.ini
--logrotate 重新启用log文件

 

　　什么是Spawn-FCGI

　　Spawn-FCGI是一个通用的FastCGI管理服务器，它是lighttpd中的一部份，很多人都用Lighttpd的Spawn- FCGI进行FastCGI模式下的管理工作，不过有不少缺点。而PHP-FPM的出现多少缓解了一些问题，但PHP-FPM有个缺点就是要重新编译，这 对于一些已经运行的环境可能有不小的风险(refer)，在php 5.3.3中可以直接使用PHP-FPM了。

　　Spawn-FCGI目前已经独成为一个项目，更加稳定一些，也给很多Web 站点的配置带来便利。已经有不少站点将它与nginx搭配来解决动态网页。

　　最新的lighttpd也没有包含这一块了(http://www.lighttpd.net/search?q=Spawn-FCGI)，但 可以在以前版本中找到它。在lighttpd-1.4.15版本中就包含了(http://www.lighttpd.net/download /lighttpd-1.4.15.tar.gz)

　　目前Spawn-FCGI的下载地址是http://redmine.lighttpd.net/projects/spawn-fcgi，最 新版本是http://www.lighttpd.net/download/spawn-fcgi-1.6.3.tar.gz

　　注：最新的Spawn-FCGI可以到lighttpd.net网站搜索“Spawn-FCGI”找到它的最新版本发布地址

　　下面我们就可以使用Spawn-FCGI来控制php-CGI的FastCGI进程了

/usr/local/bin/spawn-fcgi -a 127.0.0.1 -p 9000 -C 5 -u www-data -g www-data -f /usr/bin/php-CGI

　　参数含义如下:

　　-f 指定调用FastCGI的进程的执行程序位置，根据系统上所装的PHP的情况具体设置
　　-a 绑定到地址addr
　　-p 绑定到端口port
　　-s 绑定到unix socket的路径path
　　-C 指定产生的FastCGI的进程数，默认为5(仅用于PHP)
　　-P 指定产生的进程的PID文件路径
　　-u和-g FastCGI使用什么身份(-u 用户 -g 用户组)运行，Ubuntu下可以使用www-data，其他的根据情况配置，如nobody、apache等

　　PHP-FPM与spawn-CGI对比测试

　　PHP-FPM的使用非常方便,配置都是在PHP-FPM.ini的文件内，而启动、重启都可以从php/sbin/PHP-FPM中进行。更 方便的是修改php.ini后可以直接使用PHP-FPM reload进行加载，无需杀掉进程就可以完成php.ini的修改加载
结果显示使用PHP-FPM可以使php有不小的性能提升。PHP-FPM控制的进程cpu回收的速度比较慢,内存分配的很均匀。

　　Spawn-FCGI控制的进程CPU下降的很快,而内存分配的比较不均匀。有很多进程似乎未分配到,而另外一些却占用很高。可能是由于进程任务分配的不均匀导致的.而这也导致了总体响应速度的下降。而PHP-FPM合理的分配，导致总体响应的提到以及任务的平均。

　　PHP-FPM与Spawn-FCGI功能比较

　　http://php-fpm.org/about/

　　PHP-FPM、Spawn-FCGI都是守护php-cgi的进程管理器。