深入理解PHP原理之PHP與WEB伺服器交互

大家都知道，PHP需要在具體的WEB伺服器中才能運行，例如Nginx、Apache等，但是PHP是怎麼啟動，又是怎樣在伺服器中運行，然後兩者又是怎樣進行交互的呢？ 

1.WEB伺服器呼叫PHP介面 

#　　以Apache伺服器為例，我們來看看伺服器是如何啟動PHP，並且呼叫PHP中的方法。 Apache伺服器啟動並執行PHP時，一般是透過mod_php7模組的形式整合（如果是php5.*版本，就是mod_php5模組，模組後綴名稱依php版本而定）， mod_php7的結構如下（源碼路徑為php/sapi/apache2handler/mod_php7.c）：

AP_MODULE_DECLARE_DATA module php7_module = {
    STANDARD20_MODULE_STUFF,/* 宏，包括版本，版本，模块索引，模块名，下个模块指针等信息 */
    create_php_config,      /* create per-directory config structure */
    merge_php_config,       /* merge per-directory config structures */
    NULL,                   /* create per-server config structure */
    NULL,                   /* merge per-server config structures */
    php_dir_cmds,           /* 模块定义的所有指令 */
    php_ap2_register_hook   /* register hooks */
};

當Apache需要呼叫PHP中的方法時，只需要將此請求透過mod_php7模組傳達給PHP，PHP層處理完後將資料回傳給Apache，整個過程就結束了（補充：Apache伺服器啟動PHP時，其實有兩種加載方式，一種為靜態加載，一種為動態加載，剛才討論的mod_php5模組加載方式可以理解為靜態加載，也就是需要重新啟動Apache伺服器，才能將PHP加載進去；動態加載不需要重啟伺服器，只需要透過發送訊號的方式將PHP固定的模組載入到伺服器，以達到PHP啟動的目的，但是在進行動態載入之前，需要將載入模組編譯成動態連結庫，然後將其配置到伺服器的設定檔中）。上面已經給出Apache在PHP中的model結構，下面給出Apache伺服器中對應的module結構，如下（該原始碼在Apache中，下同）：

struct module_struct {
    int version;
    int minor_version;
    int module_index;
    const char *name;
    void *dynamic_load_handle;
    struct module_struct *next;
    unsigned long magic;
    void (*rewrite_args) (process_rec *process);
    void *(*create_dir_config) (apr_pool_t *p, char *dir);
    void *(*merge_dir_config) (apr_pool_t *p, void *base_conf, void *new_conf);
    void *(*create_server_config) (apr_pool_t *p, server_rec *s);
    void *(*merge_server_config) (apr_pool_t *p, void *base_conf, void *new_conf);
    const command_rec *cmds;
    void (*register_hooks) (apr_pool_t *p);
}

可以看得出php7_module和module_struct還是有很大不同，不過如果看到php7_module.STANDARD20_MODULE_STUFF這個巨集的定義方式，你可能會覺得這兩個結構體很像，其實這個巨集定義了module_struct中的前8個參數，定義如下：

#define STANDARD20_MODULE_STUFF MODULE_MAGIC_NUMBER_MAJOR, \
    MODULE_MAGIC_NUMBER_MINOR, \
    -1, \
    __FILE__, \
    NULL, \
    NULL, \
    MODULE_MAGIC_COOKIE, \
    NULL /* rewrite args spot */

然後php7_module.php_dir_cmds定義了模組的所有指令集合，具體定義內容如下（程式碼路徑為php/sapi/apache2handler/apache_config.c）：

const command_rec php_dir_cmds[] =
{
    AP_INIT_TAKE2("php_value", php_apache_value_handler, NULL, OR_OPTIONS, "PHP Value Modifier"),
    AP_INIT_TAKE2("php_flag", php_apache_flag_handler, NULL, OR_OPTIONS, "PHP Flag Modifier"),
    AP_INIT_TAKE2("php_admin_value", php_apache_admin_value_handler, NULL, ACCESS_CONF|RSRC_CONF, "PHP Value Modifier (Admin)
    "),
    AP_INIT_TAKE2("php_admin_flag", php_apache_admin_flag_handler, NULL, ACCESS_CONF|RSRC_CONF, "PHP Flag Modifier (Admin)"),
    AP_INIT_TAKE1("PHPINIDir", php_apache_phpini_set, NULL, RSRC_CONF, "Directory containing the php.ini file"),
    {NULL}
};

也就是說，PHP層只給Apache提供了上述5個指令，每個指令的實作原始碼也在apache_config.c檔中，最後就剩下php7_module.php_ap2_register_hook了，它定義的內容如下（程式碼路徑為php/sapi/apache2handler/mod_php7.c） ：

void php_ap2_register_hook(apr_pool_t *p)
{
    ap_hook_pre_config(php_pre_config, NULL, NULL, APR_HOOK_MIDDLE);
    ap_hook_post_config(php_apache_server_startup, NULL, NULL, APR_HOOK_MIDDLE);
    ap_hook_handler(php_handler, NULL, NULL, APR_HOOK_MIDDLE);
#ifdef ZEND_SIGNALS
    ap_hook_child_init(zend_signal_init, NULL, NULL, APR_HOOK_MIDDLE);
#endif
    ap_hook_child_init(php_apache_child_init, NULL, NULL, APR_HOOK_MIDDLE);
}

php7_module.php_ap2_register_hook函數包含4個鉤子和對應的處理函數，pre_config，pre_config、post_config和child_init是啟動鉤子，它們是在伺服器啟動時調用，handler鉤子是請求掛鉤，它是在伺服器請求是調用，透過這些鉤子，就可以透過Apache伺服器啟動PHP。 

　　 將到這裡，想必大家已經知道WEB伺服器是如何啟動PHP，並且呼叫PHP中的方法了哈，下面再給大家講講PHP是如何呼叫WEB伺服器介面的。

2.PHP呼叫WEB伺服器介面 

　　在講述這個問題前，我們要先了解什麼是SAPI。 SAPI其實是與伺服器抽象層之間遵守的共同約定，可以這麼簡單理解，當PHP需要呼叫伺服器中的方法，例如清除緩存，但是清除快取的實現方法是在伺服器中實現，PHP層根本就不知道怎麼呼叫伺服器中的該方法，怎麼辦？這時雙方需要進行約定，然後伺服器提供一套約定後的介面給PHP，我們把這些與伺服器抽象層之間遵守的共同約定稱為SAPI介面。

　　問題來了，對於伺服器Apache，我們可以提供一套SAPI，但是如果下次又來個其它的伺服器，或者其它的“第三方”，那麼我們是不是也要給他們提供一套單獨的SAPI呢？我們聰明的PHP開發者肯定想到了這一點，即對所有的「第三方」提供一套通用的SAPI接口，但是你可以會問，如果新的「第三方」需要的接口，你的通用SAPI不支持，那怎麼辦呢，我的理解是將新的功能添加到PHP的通用SAPI接口中，僅僅是個人見解哈，通用SAPI結構如下（源碼路徑： php/main/SAPI.h）：

struct _sapi_module_struct {
    char *name;         // 名字
    char *pretty_name;  // 更好理解的名字
    int (*startup)(struct _sapi_module_struct *sapi_module);    // 启动函数
    int (*shutdown)(struct _sapi_module_struct *sapi_module);   // 关闭函数
    int (*activate)(TSRMLS_D);           // 激活
    int (*deactivate)(TSRMLS_D);         // 停用
    void (*flush)(void *server_context); // flush
    char *(*read_cookies)(TSRMLS_D);     //read Cookies
    //...
};

該結構體變數較多，就不一一列舉，簡要說明一下裡面的變數：startup函數是當SAPI初始化時會被調用，shutdown函數是用來釋放SAPI的資料結構和記憶體等，read_cookie是在SAPI啟動時被調用，然後將此函數取得的值賦值給SG(request_info).cookie_data。那麼對於PHP提供的通用SAPI，Apache伺服器又是怎麼客製自己的介面呢？具體結構如下（源碼路徑為php/sapi/apache2handler/sapi_apache2.c）：

static sapi_module_struct apache2_sapi_module = {
    "apache2handler",
    "Apache 2.0 Handler",

    php_apache2_startup,            /* startup */
    php_module_shutdown_wrapper,    /* shutdown */

    NULL,                           /* activate */
    NULL,                           /* deactivate */

    php_apache_sapi_ub_write,       /* unbuffered write */
    php_apache_sapi_flush,          /* flush */
    php_apache_sapi_get_stat,       /* get uid */
    php_apache_sapi_getenv,         /* getenv */

    php_error,                      /* error handler */

    php_apache_sapi_header_handler, /* header handler */
    php_apache_sapi_send_headers,   /* send headers handler */
    NULL,                           /* send header handler */

    php_apache_sapi_read_post,      /* read POST data */
    php_apache_sapi_read_cookies,   /* read Cookies */

    php_apache_sapi_register_variables,
    php_apache_sapi_log_message,        /* Log message */
    php_apache_sapi_get_request_time,   /* Request Time */
    NULL,                               /* Child Terminate */

    STANDARD_SAPI_MODULE_PROPERTIES
};

上述原始碼目錄php/sapi/apache2handler/中，目錄php/sapi下面放的都是透過SAPI呼叫的「第三方”，該目錄結構如下圖所示，目錄php/sapi/apache2handler中都是與PHP交互的接口，sapi_apache2.c是PHP與Apache約定的SAPI接口文件。 

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看到这里，大家应该基本清楚PHP层是怎样调用服务器层的接口，为了巩固上面的知识，下面举个栗子，即在Apache服务器环境下读取cookie：

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

　对于任意一个服务器在加载时，我们都会指定sapi_module，Apache的sapi_module是apache2_sapi_module，它的read_cookies方法的是php_apache_sapi_read_cookies函数，这样就实现PHP层调用Apache的接口，是不是很简单呢：）

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