CGI/FastCGI/PHPCGI/PHPFPM
1，CGI (Common Gateway Interface 公共网关接口）
先来了解一下网关是什么含义，从宏观定义上来说，只要连接两个不同的网络的设备都可以叫网关。CGI 就是 Web Server(如Nginx) 与 PHP应用 进行沟通 的一种工具及其所规定的一整套协议。CGI可以用任何一种语言编写，只要这种语言具有标准输入、输出和环境变量。如php、perl、tcl等。
例如，当HTTP请求到达Nginx时，这个请求如何到达后方的PHP应用呢？同时，这个携带了很多数据，比如，请求URL，method，参数，HTTP header等等，这些数据怎么传递给后方的PHP应用呢？当PHP应用处理了请求后，怎么把处理结果反馈给Nginx呢？如此种种的工作，就由CGI来协调和完成。
1.1 优点
CGI完全独立于任何服务器，仅仅是做为中间分子，提供接口给Web Server 和 PHP，两者通过 CGI 来进行沟通，尽量减少两者的关联。
1.2 缺点
fork-and-execute模式：CGI处理每一次Web请求时，PHP都会去解析php.ini，加载入全部扩展并初始化全部数据结构，性能低下，特别是在并发量大的情况下。
2，FastCGI
如上面所说，CGI解释器会反复加载，性能低下。如果CGI解释器保持在内存中，并接受FastCGI进程管理器调度，则可以提供良好的性能、伸缩性、Fail-Over特性等等。
FastCGI是一个内存常驻型(Long-Live)的CGI，它只要激活后，就可以一直在内存中常驻执行，不会每次都要花费时间去fork一次。另一个额外的好处是，持续数据库连接(Persistent database connection)可以工作。
FastCGI是语言无关的，可伸缩架构的CGI开放扩展，其主要行为是将CGI解释器进程保持在内存中并因此获得较高的性能。
2.1 FastCGI特点
2.1.1 FastCGI具有语言无关性，目前支持语言有C/C++、Java、Perl、Tcl、Python、SmallTalk、Ruby等。
2.1.2 FastCGI不依赖于任何Web服务器的内部架构，提供了一个比API更安全的环境。
2.2 FastCGI的工作原理
FastCGI接口方式采用C/S结构，可以将Web Server 和 PHP脚本解析服务器 分开，同时在脚本解析服务器上启动一个或者多个脚本解析守护进程。当Web Server每次遇到动态请求时，可以将请求直接交给FastCGI进程来执行，然后将得到的结果返回给客户端。这种方式可以让Web Server专一地处理静态请求，或者将动态脚本服务器的结果返回给客户端，这在很大程度上提高了整个应用系统的性能。
过程如下：
2.2.1 Web Server启动时载入FastCGI进程管理器；
2.2.2 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；
2.2.3 当HTTP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；
2.2.4 FastCGI子进程php-cgi完成处理后，将标准输出和错误信息从同一连接返回Web Server。
2.2.5 当FastCGI子进程关闭连接时，请求便告处理完成。FastCGI子进程接着等待着处理来自FastCGI进程管理器的下一个连接。 在CGI模式中，php-cgi在此便退出了。
2.3 FastCGI优点
FastCGI随着Web Server启动，并常驻在内存中，事先启动多个CGI解释器进程（PHP-CGI）去处理Web请求，相对于CGI而言，节省了每次PHP启动，解析，加载和关闭的时间，提高了性能。
2.4 FastCGI的缺点
因为是多进程，所以比CGI多线程消耗更多的服务器内存，PHP-CGI解释器每进程消耗7-25MB内存，将这个数字乘以50或100就是很大的内存数。
3，PHP-CGI
PHP-CGI是PHP官方自带的FastCGI管理器。虽然是php官方出品，但是性能太差，而且也很麻烦，主要体现在：
3.1 PHP-CGI的缺点
3.1.1 变更php.ini配置后，需重启php-cgi才能让新的php-ini配置生效，不可以平滑重启。
3.1.2 PHP-CGI自己本身只能解析请求，返回结果，不会进程管理。直接杀死php-cgi进程后，php就不能运行了。(PHP-FPM和Spawn-FCGI就没有这个问题，守护进程会平滑地生成新的子进程。）
上面2个问题，一直让很多人病垢了很久，所以很多人一直还是在用 Module 方式。 直到 2004年Andrei Nigmatulin发明了PHP-FPM，这神器的出现就彻底打破了这种局面，这是一个PHP专用的 fastcgi 管理器，它克服了上面两个问题，而且，还在其他方面还有更表现强劲。
4，PHP-FPM
PHP-FPM是对于 FastCGI 协议的一种具体实现，因此它也是用于调度管理PHP解析器php-cgi的管理程序。
它提供了更好的PHP进程管理方式，可以有效控制内存和进程。在修改php.ini文件后，通过master生成新的worker子进程，就实现了平滑重启。
5，总结
由上可知，这些进程管理工具，总是为了解决现有工具存在的不足而产生的。FastCGI通过常驻内存，解决了CGI的Fork-and-Execute模式问题，提升了性能。PHP-CGI虽然是官方的FastCGI管理器，但是修改配置后不能平滑重启，而PHP-FPM解决了这个问题。
6，Nginx+FastCGI / PHP-FPM运行原理
Nginx不支持对外部程序的直接调用或者解析，所有的外部程序（包括PHP）必须通过FastCGI接口来调用。
FastCGI接口在Linux下是socket，（这个socket可以是文件socket，也可以是ip socket，例如 127.0.0.1:9000）。为了调用CGI程序，还需要一个FastCGI的wrapper（wrapper可以理解为用于启动另一个程序的程序），这个wrapper绑定在某个固定socket上，如端口或者文件socket。
6.1 当Nginx将CGI请求发送给这个socket的时候，
6.1.1 如果是FastCGI，通过FastCGI(PHP-FPM)接口，wrapper接纳到请求，然后派生出一个新的线程。
6.1.2 如果是PHP-FPM，则它的master进程监听到nginx请求后，会将请求分配给其中一个闲置的worker进程;
6.2 这个线程 / PHP-FPM worker，调用解释器，执行请求；
6.3, wrapper / worker将返回的数据通过FastCGI接口，沿着固定的socket传递给Nginx；
6.4 Nginx将返回的数据发送给客户端。
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