PHP的运行模式

PHP1495 字

前言

首先说一下为什么要写这篇文章。

很多PHP开发者都是自学成才,当然我并不是说这种学习方式不好,恰恰相反我特别喜欢这种方式,因为我也是在2009年开始自学并且加入PHP开发者的行列,并且因此受益。

但也由于是自学,所以我知道PHP开发者可能会遇到什么样的问题,现在 PHP 的学习资料是比较充足的,但是在早些年,PHP 的学习资料异常零散,不成体系,这就导致了了一部分的程序员认为PHP只能开发Web,其实这是一种错误的理解。

在 PHP 4.3.0 的时候就提供一种新的 Cli SAPI 来帮助开发者实现命令行工具的开发,不过由于当时 PHP 不能较好的支持多进程、多线程的开发,所以很少有人使用其开发命令行工具。

时至今日,大多数的开发者使用PHP开发CLI还停留在”定时脚本“这一阶段,但是现在的PHP能做的事情,远不止如此。

因为 Swoole 的出现弥补了 PHP 编写 Cli 程序开发的短板,使得PHP的应用领域更加广泛,最简单的实例就是Socket编程,当然Swoole能做的并不止这些,还有很多基于Swoole编写的常驻内存框架——EasySwoole,MixPHP,Sowft,Hyperf。

常驻内存是一种辅助工具程序,能假装退出,而仍驻留于内存当中,让你运行其它的应用。——百度百科

通过阅读这一系列的文章你将收获的有:

  • 第一部分:如何优雅的编写CLI程序
  • 第二部分:如何使用Swoole编写并发程序、定时任务、框架、消费队列等等。

在开发CLI程序之前,我认为PHP开发者首先要了解的是PHP的运行机制也就是它是如何被Nginx或者Apache解析的,这将有助于开发者加深对PHP的理解,而且这是PHP的基础。

SAPI (Server Application Programming Interface)服务端应用编程端口。

他就是PHP与其他应用交互的接口,PHP脚本要执行有很多中方式,通过Web服务器,或者直接在命令行行下,也可以嵌入其他程序中。SAPI提供了一个和外部通信的接口,常见的SAPI有:CGI、FAST-CGI、CLI、mod_php的dll等。

PHP运行模式有4钟:

目前到 8.1.12 为止支持以下 SAPI module:

  • apache2Handler:apache mod
  • cgi:cgi 协议
  • cli:命令行工具
  • embed:允许 C++访问并运行 php 函数
  • fpm:fast-cgi
  • fuzzer:漏洞检查
  • litespeed:一款 apache 兼容的 webserver,商业版收费,所以在国内很少使用。
  • phpdbg: PHP调试平台

CGI 和 Fast-CGI

CGI

CGI即通用网关接口(common gatewag interface),它是一段程序,通俗的讲CGI就象是一座桥,把网页和WEB服务器中的执行程序连接起来,它把HTML接收的指令传递给服务器的执 行程序,再把服务器执行程序的结果返还给HTML页。CGI 的跨平台性能极佳,几乎可以在任何操作系统上实现。

CGI方式在遇到连接请求(用户 请求)先要创建cgi的子进程,激活一个CGI进程,然后处理请求,处理完后结束这个子进程。这就是fork-and-execute模式。所以用cgi 方式的服务器有多少连接请求就会有多少cgi子进程,子进程反复加载是cgi性能低下的主要原因。都会当用户请求数量非常多时,会大量挤占系统的资源如内 存,CPU时间等,造成效能低下。

FastCGI

fast-cgi 是cgi的升级版本,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。PHP使用PHP-FPM(FastCGI Process Manager),全称PHP FastCGI进程管理器进行管理。

Web Server启动时载入FastCGI进程管理器(IIS ISAPI或Apache Module)。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。

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。

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。

mod_php

PHP作为Apache模块,Apache服务器在系统启动后,预先生成多个进程副本驻留在内存中,一旦有请求出现,就立即使用这些空余的子进程进行处理,这样就不存在生成子进程造成的延迟了。

这些服务器副本在处理完一次HTTP请求之后并不立即退出,而是停留在计算机中等待下次请求。对于客户浏览器的请求反应更快,性能较高。

CLI

CLI 是 PHP 的命令行运行模式,大家经常会使用它,但是可能并没有注意到(例如:我们在linux下经常使用 “php -m”查找PHP安装了那些扩展就是PHP命令行运行模式;

PHP 执行方式对比

  1. mod_php 稳定性不好,PHP出错 server进程也受影响
  2. php-fpm 在 PHP 出错时启动新的 PHP进程
  3. php-fpm 可以与 webserver 分离,能同时运行多份,甚至多个 PHP 版本
  4. php-fpm 效率高比mod_php 高

php-fpm 的缺点是不利于调试,需要单独监控

如果想要深入了解 Zend SAPIs 的原理可以看鸟哥 2008 年写的一篇文章。深入理解Zend SAPIs(Zend SAPI Internals)

[更新记录]

  1. 2014年02月04日 主要介绍PHP的四种运行机制
  2. 2019年10月29日 CLI系列开始
  3. 2023年 03 月 11 日 PHP8 的 SAPI module

[参考文档]

  1. https://blog.csdn.net/zhuocr/article/details/60328967
  2. https://www.php.cn/php-weizijiaocheng-387738.html

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