【PHP内核学习】深入理解FastCGI

|=-----------------------------------------------------------------------=||=------------------------=[ 深入理解FastCGI ]=--------------------------=||=-----------------------------------------------------------------------=||=--------------------------=[  by d4shman  ]=---------------------------=||=-----------------------------------------------------------------------=||=-------------------------=[  May 7, 2014  ]=---------------------------=||=-----------------------------------------------------------------------=|[目录]0x01 什么是FastCGI0x02 FastCGI的工作流程0x03 PHP中的CGI实现0x04 参考文献0x01 什么是FastCGI    CGI全称是“通用网关接口”( Common Gateway Interface),它可以让一个客户端从网页浏览器向执行在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递数据的一种标准。    FastCGI是web服务器和处理程序之间通讯的一种协议， 是CGI的一种改进方案， FastCGI像是一个常驻(long live)型的CGI, 它可以一直执行，在请求到达时不会花费时间去fork一个进程来处理（这是CGI最为人诟病的fork-and-execute模式）。    CGI程序反复加载是CGI性能低下的主要原因，FastCGI将CGI解释器进程保持在内存内中，以此获得较高的性能。同时，FastCGI还支持分布式计算，也就是说，Web Server和FastCGI可以部署在不同的服务器上。0x02 FastCGI的工作流程    1.Web server启动时载入FastCGI进程管理器(Apache Module、IIS ISAPI等)    2.FastCGI进程管理器自身初始化，启动多个CGI解释器进程php-cgi并等待来自      Web Server的连接。    3.当客户端的请求到达Web Server时，FastCGI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。 php-cgi关闭本次连接并等待下次连接。 0x03 PHP中的CGI实现 PHP中的CGI实现了FastCGI协议，是一个TCP或UDP协议的服务器接受来自Web服务器的请求，当启动时创建TCP/UDP协议的服务器socket监听，并接受相关请求进行处理。随后就进入了PHP的生命周期:模块初始化,sapi初始化，处理PHP请求，模块关闭，sapi关闭。以上构成了PHP中CGI的生命周期。 以TCP为例，在TCP的服务端，一般会执行这样的几个操作步骤： 1.调用socket函数创建一个TCP用的流式套接字 2.调用bind函数将服务器的本地地址与前面创建的套接字绑定 3.调用listen函数监听新创建的套接字，等待客户端发起的连接请求 4.服务器进程调用accept函数进入阻塞状态，知道有客户进程调用connect函数建 立连接 5.当连接建立后，服务器调用read_stream函数读取客户端的请求 6.处理完数据后，服务器调用write函数向客户端发送应答 下面从PHP源码来看这个过程： (以下代码我只保留了关键部分，完整代码请自行查看PHP源码) 1.socket的创建、绑定和监听(在源码的sapi/cgi/fastcgi.c中) /* Create, bind socket and start listen on it */ if ((listen_socket = socket(sa.sa.sa_family, SOCK_STREAM, 0)) < 0 || #ifdef SO_REUSEADDR setsockopt(listen_socket, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, (char*)&reuse, sizeof(reuse)) < 0 || #endif bind(listen_socket, (struct sockaddr *) &sa, sock_len) < 0 || listen(listen_socket, backlog) < 0) { fprintf(stderr, "Cannot bind/listen socket - [%d] %s.\n",errno, strerror(errno)); return -1; } 2.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(); // fork出新的子进程 switch (pid) { case 0: 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)); /* 调用fcgi_accept_request接受请求 */ while (!fastcgi || fcgi_accept_request(&request) >= 0) { SG(server_context) = (void *) &request; init_request_info(TSRMLS_C); CG(interactive) = 0; } } 3.调用read函数读取客户端请求： static int fcgi_read_request(fcgi_request *req) { fcgi_header hdr; int len, padding; unsigned char buf[FCGI_MAX_LENGTH+8]; req->keep = 0; req->closed = 0; req->in_len = 0; req->out_hdr = NULL; req->out_pos = req->out_buf; req->has_env = 1; /*调用sage_read读取fcgi_request类型的数据req*/ if (safe_read(req, &hdr, sizeof(fcgi_header)) != sizeof(fcgi_header) || hdr.version < FCGI_VERSION_1) { return 0; } } 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。 4.fastCGI处理完成 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（reg->fd >= 0），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： static inline ssize_t safe_write(fcgi_request *req, const void *buf, size_t count) { int ret; size_t n = 0; do { errno = 0; #ifdef _WIN32 /*win32环境*/ if (!req->tcp) { /*非TCP连接，调用write函数*/ ret = write(req->fd, ((char*)buf)+n, count-n); } else { /*TCP连接，调用send函数*/ ret = send(req->fd, ((char*)buf)+n, count-n, 0); if (ret <= 0) { errno = WSAGetLastError(); } } #else /*其他环境, 调用write函数*/ ret = write(req->fd, ((char*)buf)+n, count-n); #endif if (ret > 0) { n += ret; } else if (ret <= 0 && errno != 0 && errno != EINTR) { return ret; } } while (n != count); return n; } 以上就是基于TCP连接的PHP FastCGI的实现过程。 0x04 参考文献《深入理解PHP内核》