PHP｜CGI、FastCGI、PHP-CGI、PHP-FPM、Spawn-FCGI とは何ですか?

CGI とは

CGI の正式名は「Common Gateway Interface」で、自分または他のマシン上のプログラムと「通信」する HTTP サーバーの一種です。 ツール、プログラムそのうちの 1 つはネットワーク サーバー上で実行する必要があります。

CGI は、言語に標準入力、出力、および環境変数がある限り、どの言語でも作成できます。 php、perl、tcl など。

FastCGI とは

FastCGI は、アクティブ化されている限り、常に実行できます。毎回実行されるわけではありません。毎回フォークするのに時間がかかります (これは CGI の最も批判されているフォーク実行モードです)。また、分散コンピューティングもサポートしています。つまり、FastCGI プログラムを Web サイト サーバー以外のホストで実行し、他の Web サイト サーバーからのリクエストを受け入れることができます。

FastCGI は、言語に依存しないスケーラブルなアーキテクチャの CGI オープン拡張機能であり、その主な動作は CGI インタプリタ プロセスをメモリ内に保持し、より高いパフォーマンスを実現することです。ご存知のとおり、CGI インタープリタの繰り返しロードが CGI パフォーマンス低下の主な原因です。CGI インタープリタがメモリ内に残り、FastCGI プロセス マネージャーのスケジューリングを受け入れる場合、良好なパフォーマンス、スケーラビリティ、フェイルオーバー機能などが提供されます。

FastCGI と CGI の特徴

1. CGI と同様に、FastCGI も言語に依存しません。

2. CGI と同様に、FastCGI はプロセス内のアプリケーションです。コア Web サーバーから独立して実行され、API よりも安全な環境を提供します。 (API はアプリケーションのコードをコア Web サーバーにリンクします。つまり、欠陥のある API を備えたアプリケーションが他のアプリケーションやコア サーバーに損害を与える可能性があります。悪意のある API のアプリケーション コードが別のアプリケーションを盗む可能性もあります。プログラムまたはコア サーバーのキー。)

3. FastCGI テクノロジーは現在、C/C++、Java、Perl、Tcl、Python、SmallTalk、Ruby などの言語をサポートしています。関連モジュールは、Apache、ISS、Lighttpd などの一般的なサーバーでも利用できます。

4. CGI と同様に、FastCGI は Web サーバーの内部アーキテクチャに依存しないため、サーバー テクノロジーが変わっても、FastCGI は安定したままになります。

FastCGI の仕組み

1. Web サーバーの起動時に FastCGI プロセス マネージャー (IIS ISAPI または Apache モジュール) をロードします

2.プロセス マネージャーは自身を初期化し、複数の CGI インタープリター プロセス (複数の php-cgi が表示されます) を開始し、Web サーバーからの接続を待ちます。

3. クライアント要求が Web サーバーに到達すると、FastCGI プロセス マネージャーが CGI インタープリターを選択して接続します。 Web サーバーは、CGI 環境変数と標準入力を FastCGI サブプロセス php-cgi に送信します。

4. FastCGI サブプロセスは処理が完了すると、同じ接続から標準出力とエラー情報を Web サーバーに返します。 FastCGI 子プロセスが接続を閉じると、リクエストが処理されます。次に、FastCGI 子プロセスは、(Web サーバーで実行されている) FastCGI プロセス マネージャーからの次の接続を待機して処理します。 CGI モードでは、php-cgi はこの時点で終了します。

上記の場合、CGI が通常どれほど遅いか想像できるでしょう。 PHP へのすべての Web リクエストでは、php.ini を再解析し、すべての拡張機能を再ロードし、すべてのデータ構造を再初期化する必要があります。 FastCGI では、これらすべてがプロセスの開始時に 1 回だけ行われます。さらに、永続的なデータベース接続が機能するという利点もあります。

FastCGI の欠点

マルチプロセスであるため、CGI マルチスレッドよりも多くのサーバー メモリを消費します。PHP-CGI インタープリタは 1 つあたり 7 ～ 25 メガバイトを消費します。プロセスのメモリの数を 50 または 100 倍にすると、大量のメモリになります。

Nginx 0.8.46+PHP 5.2.14 (FastCGI) サーバーには 30,000 の同時接続があり、開かれた 10 個の Nginx プロセスは 150M のメモリを消費し (15M 10=150M)、64 個の php-cgi プロセスが開かれると 1280M を消費します。メモリ (20M64=1280M) に、システム自体によって消費されるメモリを加えた場合、合計消費量は 2GB 未満のメモリになります。サーバーのメモリが小さい場合は、25 個の php-cgi プロセスしか開くことができないため、php-cgi によって消費される合計メモリはわずか 500M になります。

上記のデータは、Apache (バージョン 6) よりも 10 倍優れた Web サーバーを構築するための Nginx 0.8.x + PHP 5.2.13 (FastCGI) から抜粋されたものです

PHP-CGI とは

PHP-CGI は、PHP に付属する FastCGI マネージャーです。

PHP-CGI を起動し、次のコマンドを使用します。

php-cgi -b 127.0.0.1:9000

PHP-CGI の欠点

1. php-cgi が php.ini 構成を変更した後、 php-cgi を再起動する必要があります。新しい php-ini が有効になる可能性があり、スムーズな再起動は不可能です。 2. php-cgi プロセスを直接強制終了すると、php は実行できなくなります。 (PHP-FPM と Spawn-FCGI にはこの問題はありません。デーモン プロセスは新しい子プロセスをスムーズに再生成します。)

PHP-FPM とは

PHP-FPM は PHP FastCGI 管理ですこのサーバーは PHP 専用であり、http://php-fpm.org/download からダウンロードできます。

PHP-FPM は実際には PHP ソース コードのパッチであり、FastCGI プロセス管理を PHP に統合するように設計されています。パッケージ。 PHP ソース コードにパッチを適用する必要があり、PHP をコンパイルしてインストールした後に使用できるようになります。

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。

参考：

1. http://www.mike.org.cn/articles/what-is-cgi-fastcgi-php-fpm-spawn-fcgi/