在深入探讨 FastCGI 与 PHP-FPM 之前需要先梳理 PHP 的运行环境及其与 Web 服务器的交互原理, 本文参考了关于 mod_php、mod_fastcgi 与 php-fpm 的对比分析以及 Nginx 实战配置等相关资料旨在系统性地解析这些核心概念1.Web服务器与PHP的关系PHP 是一门专为 Web 开发设计的后端语言, 作为后端语言它无法独立处理 HTTP 请求必须依赖Web 服务器来提供 Web 服务功能, 这一原则同样适用于其他后端语言常见的 Web 服务器包括ApacheNginxIISLighttpdTomcat在 PHP 生态中Apache 和 Nginx是最为常用的两种 Web 服务器, 下面以 Apache 为例说明一次完整的 PHP 请求处理流程PHP 与Apache结合MySQL数据库的完整Web访问流程图(1).mod_php模式PHP 必须借助 Web 服务器才能提供 Web 服务, 在 Apache 环境中最常见的集成方式是 mod_php 模式, 那么如何使apache是怎么能够识别php代码的在 Windows 环境下手动配置 PHP 与 Apache 时通常需要在 httpd.conf 中进行如下配置//加入以下2句 # 加载 PHP 模块 LoadModule php5_module D:/php/php5apache2_2.dll # 指定 PHP 文件类型 AddType application/x-httpd-php .php //将下面的 IfModule dir_module DirectoryIndex index.html /IfModule //将其修改为 # 设置默认首页 IfModule dir_module DirectoryIndex index.html index.htm index.php index.phtml /IfModule在 Linux 环境下通过源码安装时编译参数大致如下./configure --with-mysql/usr/local --with-apache/usr/local/apache --enable-track-vars上述配置的本质是通过 LoadModule 加载php5_module将 PHP 作为 Apache 的子模块运行, 当 Web 请求到达时Apache 会直接调用该模块解析 PHP 代码。那么php5_module是怎么来将数据传给php解析器来解析php代码的呢答案是通过sapi, php5_module 通过SAPIServer Application Programming Interface服务器应用编程接口与 PHP 解析器进行数据交互, 来看一张图详细的说说apache 与 php 与 sapi的关系从上面图中看出sapi就是这样的一个中间过程: SAPI提供了一个和外部通信的接口有点类似于socket使得PHP可以和其他应用进行交互数据apache,nginx,cli等,PHP 默认提供了多种 SAPI 实现php5_module用于 ApacheCGI / FastCGI用于通用 Web 服务器ISAPI用于 IISCLI用于命令行环境因此Apache 调用 PHP 的完整链路为apache - httpd - php5_module - sapi - php这种将 PHP 作为 Apache 子模块运行的方式即称为mod_php模式(2).mod_fastcgi模式上面仔细说了php与apache通过php5_module,php5_module通过sapi的方式访问php来达到php web的整个流程; 也说到了sapisapi是php提供的统一接口它提供给了php5_module和cgi等方式供web服务器来链接和解析php代码, 上面讲到的php5_module加载模式称之为mod_php模式,在 mod_php 模式中PHP 通过 SAPI 以模块形式嵌入 Apache, 而 SAPI 还提供了另一种重要实现方式——CGI 模式,由于传统 CGI 存在性能瓶颈FastCGI应运而生并逐步取代了它,那么什么是CGI呢?CGI(Common Gateway Interface)。, CGI是外部应用程序CGI程序与Web服务器之间的接口标准是在CGI程序和Web服务器之间传递信息的规程, CGI规范允许Web服务器执行外部程序并将它们的输出发送给Web浏览器CGI将Web的一组简单的静态超媒体文档变成一个完整的新的交互式媒体传统CGI的工作原理CGICommon Gateway Interface通用网关接口是一种专门用于 Web 服务器与后端程序通信的标准协议。其工作流程如下Web 服务器接收用户请求将请求转发给 CGI 程序如 PHP 的 CGI 进程CGI 程序根据请求参数执行 PHP 解析生成标准 HTML 响应并返回给 Web 服务器Web 服务器将响应返回给客户端CGI 的核心优势在于完全独立于Web服务器仅作为中间接口层降低了两者之间的耦合度CGI的性能瓶颈传统 CGI 采用fork-and-execute模式每次请求都需要启动一个新的 CGI 进程处理完毕后立即退出,。在高并发场景下频繁的进程创建与销毁会导致严重的性能问题FastCGI的改进FastCGI 针对传统 CGI 的缺陷进行了根本性改进常驻内存FastCGI 进程预先启动并持续运行无需每次请求都创建新进程多进程管理可同时运行多个 FastCGI 进程并行处理请求进程复用处理完请求后不退出继续等待下一个请求可控可监测进程数量可配置运行状态可监控分布式部署Web 服务器与 PHP 可部署在不同主机上便于水平扩展和安全隔离目前主流操作系统和 Web 环境均采用FastCGI 模式传统 CGI 已逐渐退出历史舞台, 本文后续提到的 “CGI” 均指 FastCGI,这种运行方式称为mod_fastcgi模式(3).两种模式对比总结PHP 与 Web 服务器Apache 或 Nginx结合时通过 SAPI 提供两种主要连接方式特性mod_php 模式mod_fastcgi 模式集成方式PHP 作为 Web 服务器子模块FastCGI 作为独立中间层耦合度高两者紧密结合低相互独立请求处理每个请求创建独立进程复用常驻进程池并发能力受限于 Web 服务器进程模型可独立扩展支持高并发故障定位难以区分是 PHP 还是 Web 服务器问题职责分离易于定位mod_php模式的局限性在 mod_php 模式下PHP 模块嵌入 Apache 内部每个请求都会产生一个包含完整 PHP 运算的进程, 当并发量增大时服务器资源消耗急剧上升,此外由于 PHP 与 Apache 高度耦合故障排查时难以快速定位问题根源从图中很清晰的可以看到apache每接收一个请求都会产生一个进程来连接php通过sapi来完成请求可想而知如果一旦用户过多并发数过多服务器就会承受不住了, 而且把mod_php编进apache时出问题时很难定位是php的问题还是apache的问题mod_fastcgi模式的优势mod_fastcgi模式则刚刚相反, 在 mod_fastcgi 模式下FastCGI 作为独立进程池与apache和php的独立个体运行,它随着apache一起启动, Web 服务器接收请求后将其转发给 FastCGI 进程处理处理完成后 FastCGI 进程继续等待新请求, 由于 Web 服务器的职责简化能够更快地响应新请求从而显著提升并发处理能力, 同时PHP 与 Web 服务器的解耦使得故障定位更加清晰高效图中fastcgi早早的启动好了静静的在哪里等着已有apache发来的httpd请求就立马接收过来通过调用sapi给php完成运算, 而且不会退出, 这样就能应对大规模的并发请求因为web server的要做的事情少了所以就更快的去处理下一个请求这样并发大大的由于apache 与 php 独立了, 。出问题很好定位到底是哪里出问题了, 这点也是这种模式受欢迎的原因之一注意后续章节将详细介绍如何使用 FastCGI 模式连接 PHP 与 Apache或 Nginx的具体配置方法2.PHP-FPM 详解原理、安装与配置优化(1). PHP-FPM概述PHP-FPMFastCGI Process Manager是专为 FastCGI 模式设计的进程管理器,要理解 PHP-FPM首先需要了解FastCGI 协议FastCGI 是一种与平台无关、与语言无关的通信协议, 任何语言只要按照其接口规范实现即可具备 FastCGI 能力并与 Web 服务器进行通信, PHP-CGI 便是 PHP 官方自带的 FastCGI 管理器1.1传统PHP-CGI的局限性尽管 PHP-CGI 是官方出品但在实际生产环境中存在明显的性能瓶颈和管理缺陷主要体现在以下两点配置生效繁琐修改 php.ini 配置后必须重启 PHP-CGI 进程才能使新配置生效不支持平滑重启服务稳定性差直接杀死 PHP-CGI 进程会导致 PHP 服务完全中断上述问题长期困扰着开发者导致许多人在生产环境中仍倾向于使用 mod_php 模式1.2 PHP-FPM的优势PHP-FPM 的出现彻底解决了传统 PHP-CGI 的痛点, 作为一款专用的 FastCGI 进程管理器PHP-FPM 不仅支持平滑重启和配置热加载还在进程管理、性能优化等方面表现优异注意自 PHP 5.3.3 起PHP-FPM 已被集成至 PHP 核心源码中无需再作为独立扩展下载和安装(2). PHP-FPM的安装与启动本节以 CentOS 6.2 及 PHP 5.4.11 为例演示 PHP-FPM 的安装与启动流程2.1编译安装PHP-FPM若已安装 PHP 但编译时未包含 FPM 模块需找到原源码目录并重新编译, 获取原有编译参数的方式有两种在源码目录中查看 config.nice 文件通过命令行查询/usr/local/php/bin/php -i | grep Configure在原有编译参数的基础上追加 --enable-fpm 选项然后执行重新编译cd /lamp/php-5.4.11 ./configure \ --prefix/usr/local/php \ --with-config-file-path/usr/local/php/etc/ \ --with-apxs2/usr/local/apache/bin/apxs \ --with-mysql/usr/local/mysql/ \ --with-libxml-dir/usr/local/libxml2/ \ --with-png-dir/usr/local/libpng/ \ --with-jpeg-dir/usr/local/jpeg8/ \ --with-freetype-dir/usr/local/freetype/ \ --with-gd/usr/local/gd/ \ --with-zlib-dir/usr/local/zlib/ \ --with-mcrypt/usr/local/libmcrypt/ \ --with-mysqli/usr/local/mysql/bin/mysql_config \ --enable-soap \ --enable-mbstringall \ --enable-sockets \ --enable-fpm make make install2.2配置与启动服务安装完成后尝试启动 PHP-FPM 可能会遇到配置文件缺失的错误ERROR: failed to open configuration file /usr/local/php/etc/php-fpm.conf: No such file or directory (2) ERROR: FPM initialization failed解决方法将默认配置文件复制并重命名。cd /usr/local/php/etc/ cp php-fpm.conf.default php-fpm.conf编辑 php-fpm.conf配置运行用户及 PID 文件路径pid run/php-fpm.pid user www group www若启动时报错提示用户不存在如 cannot get uid for user www需提前创建对应的用户和用户组groupadd www useradd -g www www再次启动 PHP-FPM若无任何输出则表示启动成功, 可通过以下命令验证进程与端口状态# 查看进程 ps -ef | grep php-fpm # 查看监听端口默认 9000 netstat -tnl | grep 90002.3设置开机自启PHP-FPM 作为独立于 Web 服务器的服务需配置开机自启, 编辑 /etc/rc.local 文件添加启动命令vi /etc/rc.local # 在文件末尾添加 /usr/local/php/sbin/php-fpm2.4优雅重启与信号控制安装新扩展或修改配置后需重启 PHP-FPM, 除强制 kill 进程外推荐使用信号机制进行平滑操作INT / TERM立刻终止服务QUIT平滑终止服务USR1重新打开日志文件USR2平滑重载所有 Worker 进程并重新载入配置和二进制模块操作示例# 关闭 PHP-FPM kill -INT cat /usr/local/php/var/run/php-fpm.pid # 平滑重启 PHP-FPM kill -USR2 cat /usr/local/php/var/run/php-fpm.pid3. PHP-FPM的配置与性能优化3.1常见安装路径参考不同操作系统下PHP-FPM 的默认安装路径可能有所差异平台可执行文件配置文件CentOS/Linux/usr/local/php/sbin/php-fpm/usr/local/php/etc/php-fpm.confmacOS/usr/bin/php-fpm/etc/php-fpm.conf3.2核心配置参数详解以下为 php-fpm.conf 中的关键配置项及说明pid /usr/local/var/run/php-fpm.pid #pid设置一定要开启,上面是Mac平台的。默认在php安装目录中的var/run/php-fpm.pid。比如centos的在: /usr/local/php/var/run/php-fpm.pid error_log /usr/local/var/log/php-fpm.log #错误日志上面是Mac平台的默认在php安装目录中的var/log/php-fpm.log比如centos的在: /usr/local/php/var/log/php-fpm.log log_level notice #错误级别. 上面的php-fpm.log纪录的登记。可用级别为: alert必须立即处理, error错误情况, warning警告情况, notice一般重要信息, debug调试信息. 默认: notice. emergency_restart_threshold 60 emergency_restart_interval 60s #表示在emergency_restart_interval所设值内出现SIGSEGV或者SIGBUS错误的php-cgi进程数如果超过 emergency_restart_threshold个php-fpm就会优雅重启。这两个选项一般保持默认值。0 表示 关闭该功能. 默认值: 0 (关闭). process_control_timeout 0 #设置子进程接受主进程复用信号的超时时间. 可用单位: s(秒), m(分), h(小时), 或者 d(天) 默认单位: s(秒). 默认值: 0. daemonize yes #后台执行fpm,默认值为yes如果为了调试可以改为no。在FPM中可以使用不同的设置来运行多个进程池。 这些设置可以针对每个进程池单独设置。 listen 127.0.0.1:9000 #fpm监听端口即nginx中php处理的地址一般默认值即可。可用格式为: ip:port, port, /path/to/unix/socket. 每个进程池都需要设置。如果nginx和php在不同的机器上分布式处理就设置ip这里就可以了。 listen.backlog -1 #backlog数设置 listen 的半连接队列长度-1表示无限制由操作系统决定此行注释掉就行。backlog含义参考http://www.3gyou.cc/?p41 listen.allowed_clients 127.0.0.1 #允许访问FastCGI进程的IP白名单设置any为不限制IP如果要设置其他主机的nginx也能访问这台FPM进程listen处要设置成本地可被访问的IP。默认值是any。每个地址是用逗号分隔. 如果没有设置或者为空则允许任何服务器请求连接。 listen.owner www listen.group www listen.mode 0666 #unix socket设置选项如果使用tcp方式访问这里注释即可。 user www group www #启动进程的用户和用户组FPM 进程运行的Unix用户, 必须要设置。用户组如果没有设置则默认用户的组被使用。 pm dynamic #php-fpm进程启动模式pm可以设置为static和dynamic和ondemand #如果选择static则进程数就数固定的由pm.max_children指定固定的子进程数。 #如果选择dynamic则进程数是动态变化的,由以下参数决定 pm.max_children 50 #子进程最大数 pm.start_servers 2 #启动时的进程数默认值为: min_spare_servers (max_spare_servers - min_spare_servers) / 2 pm.min_spare_servers 1 #保证空闲进程数最小值如果空闲进程小于此值则创建新的子进程 pm.max_spare_servers 3 #保证空闲进程数最大值如果空闲进程大于此值此进行清理 pm.max_requests 500 #设置每个子进程重生之前服务的请求数. 对于可能存在内存泄漏的第三方模块来说是非常有用的. 如果设置为 0 则一直接受请求. 等同于 PHP_FCGI_MAX_REQUESTS 环境变量. 默认值: 0. pm.status_path /status #FPM状态页面的网址. 如果没有设置, 则无法访问状态页面. 默认值: none. munin监控会使用到 ping.path /ping #FPM监控页面的ping网址. 如果没有设置, 则无法访问ping页面. 该页面用于外部检测FPM是否存活并且可以响应请求. 请注意必须以斜线开头 (/)。 ping.response pong #用于定义ping请求的返回相应. 返回为 HTTP 200 的 text/plain 格式文本. 默认值: pong. access.log log/$pool.access.log #每一个请求的访问日志默认是关闭的。 access.format %R - %u %t \%m %r%Q%q\ %s %f %{mili}d %{kilo}M %C%% #设定访问日志的格式。 slowlog log/$pool.log.slow #慢请求的记录日志,配合request_slowlog_timeout使用默认关闭 request_slowlog_timeout 10s #当一个请求该设置的超时时间后就会将对应的PHP调用堆栈信息完整写入到慢日志中. 设置为 0 表示 Off request_terminate_timeout 0 #设置单个请求的超时中止时间. 该选项可能会对php.ini设置中的max_execution_time因为某些特殊原因没有中止运行的脚本有用. 设置为 0 表示 Off.当经常出现502错误时可以尝试更改此选项。 rlimit_files 1024 #设置文件打开描述符的rlimit限制. 默认值: 系统定义值默认可打开句柄是1024可使用 ulimit -n查看ulimit -n 2048修改。 rlimit_core 0 #设置核心rlimit最大限制值. 可用值: unlimited 、0或者正整数. 默认值: 系统定义值. chroot #启动时的Chroot目录. 所定义的目录需要是绝对路径. 如果没有设置, 则chroot不被使用. chdir #设置启动目录启动时会自动Chdir到该目录. 所定义的目录需要是绝对路径. 默认值: 当前目录或者/目录chroot时 catch_workers_output yes #重定向运行过程中的stdout和stderr到主要的错误日志文件中. 如果没有设置, stdout 和 stderr 将会根据FastCGI的规则被重定向到 /dev/null . 默认值: 空.3.3进程分配策略选择PHP-FPM 的进程分配模式直接决定了服务器的资源利用率,pm 参数支持三种模式pm static | dynamic | ondemand最常用的是 static 和 dynamicStatic模式静态pm static表示创建的php-fpm子进程数量是固定的那么就只有pm.max_children 50这个参数生效, 启动php-fpm的时候就会一起全部启动51(1个主50个子)个进程颇为壮观适用场景内存充足的服务器, 由于无需动态创建和回收进程减少了系统资源消耗Dynamic模式动态pm dynamic模式表示启动进程是动态分配的随着请求量动态变化的, 由pm.max_childrenpm.start_serverspm.min_spare_serverspm.max_spare_servers这几个参数共同决定适用场景内存较小的服务器灵活分配进程有效节省内存资源选型建议若服务器内存充裕如 8GB~20GB且单进程内存占用约 20MB可开启 static 模式若服务器内存较小如 256MB建议使用 dynamic 模式合理设置 pm.max_children如设为 8以保障系统稳定性3.4慢日志排查指南当 Nginx 频繁返回 500 或 502 错误时通常意味着后端 PHP-FPM 出现了执行错误或超时,此时可开启慢日志功能进行排查slowlog /usr/local/var/log/php-fpm.log.slow request_slowlog_timeout 15s当请求执行时间超过 15 秒时PHP-FPM 会将完整的调用堆栈信息写入慢日志, 日志示例如下[21-Nov-2013 14:30:38] [pool www] pid 11877 script_filename /usr/local/lnmp/nginx/html/www.quancha.cn/www/fyzb.php [0xb70fb88c] file_get_contents() /usr/local/lnmp/nginx/html/www.quancha.cn/www/fyzb.php:2通过上述日志可精准定位到 fyzb.php 文件第 2 行的 file_get_contents() 函数执行耗时过长从而为性能优化提供明确方向