PHP7内核剖析读书笔记2（Fpm）

承接上篇继续SAPI的部分案例，此篇只记Fpm的笔记

SAPI

Fpm

Fpm（FastCGI Process Manager）是PHP FastCGI运行模式的一个进程管理器，从它的定义可以看出，Fpm的核心功能是进程管理，那么它用来管理什么进程呢？这个问题需要从FastCGI说起。

FastCGI介绍

FastCGI是Web服务器（如Nignx、Apache）和处理程序之间的一种通信协议，它是与HTTP类似的一种应用层通信协议。注意：它只是一种协议。

PHP通过FastCGI对HTTP请求进行处理的简单概述

PHP只是一个脚本解析器，在Cli模式下可比较简单，可以直接把命令传递给PHP来处理，但是要处理HTTP请求就没办法直接处理，PHP实现了FastCGI协议，在通过配合Web服务器实现对HTTP的处理，Web服务器来处理HTTP请求，然后将解析后的结果通过FastCGI协议转发给处理程序，处理程序处理完成后将结果返回给Web服务器，Web服务器在返回给用户。如下图

扩展知识：网络处理模式

PHP实现了FastCGI协议的处理，但是并没有实现具体的网络处理，比较常用的网络处理模型有以下两种。
多进程模式：由一个主进程和多个子进程组成，主进程负责管理子进程，基本的网络事件由各个子进程来处理，Nginx采用的就是这种模型。
多线程模型：与子进程类似，只是它是线程粒度，这种模式通常会由主线程监听、接收请求，然后交由子线程处理，memcached就是这种模式；有的也是采用多进程那种模式——主线程只负责管理子线程不处理网络事件，各个子线程监听、接收、处理请求，memcached使用UDP协议时采用的就是这种模式。
进程和线程的区别：进程拥有独立的地址空间及资源，而线程没有，线程之间共享进程的地址空间及资源，所以在资源管理上多进程模型比较简单，而多线程模型则需要考虑不同线程之间的资源冲突，也就是线程安全。

基本实现

Fpm是一种多进程模型，它由一个master进程和多个worker进程组成。master进程启动时会创建一个socket，但是不会接受、处理请求，而是由fork出的worker子进程完成请求的接收和处理。

master进程和worker进程的主要工作

master进程的主要工作是管理worker进程，负责fork和杀掉worker进程，比如当前请求比较多worker进程处理不过来，master进程会尝试fork新的worker进程进行处理，而当空闲的worker进程比较多时，则会杀掉部分子进程，避免占用、浪费系统资源。
worker进程的主要工作是处理请求，每个worker进程会竞争Accept请求，接收成功后解析FastCGI，然后执行相应的脚本，处理完成后关闭请求，继续等待新的连接，这就是worker进程的生命周期。从worker进程的生命周期可以看到：一个worker进程只能处理一个请求，只有将一个请求处理完成后才会处理下一个请求，也就是说它是阻塞的模型。Fpm的这种模型大大简化了PHP的资源管理，使得在Fpm模式下不需要考虑并发导致的资源冲突。
注意：阻塞的情况可能遇到的坑，如果当前并发请求导致Fpm超出配置的worker子进程数量会导致阻塞，请求变慢，响应不及时。

worker poll

Fpm可以监听多个端口，每个端口都对应一个worker poll，每个pool下对应多个worker进程，这些归属不同pool的worker进程仍有master进程管理。
在php-fpm.conf中通过[pool name]声明一个worker poll，每个poll各自配置监听的地址、进程管理方式、worker进程数等。

[web1]
listen = 127.0.0.1:9000

[web2]
listen = 127.0.0.1:9001

Fpm初始化

配置项

[pool name]       //pool 名称
user = nginx      //Fpm的启动用户
group = nginx      //Fpm的启动分组
listen = 127.0.0.1:9000      // 监听IP及端口

pm = dynamic      // 进程模式，静态模式，动态模式，按需分配
pm.max_children = 5      // 最大worker进程数
pm.start_servers = 2      // 启动时初始化的worker进程数
pm.min_spare_servers = 1      // 最小空闲worker进程数
pm.max_spare_servers = 3      // 最大空闲worker进程数
pm.process_idle_timeout = 10s;      // worker空闲时间
pm.max_requests = 500      // worker处理的最多请求数，超过这个值worker将被kill

Fpm总结

Fpm是PHP FastCGI运行模式的一个进程管理器，有master进程和fork出来的worker进程。master进程来管理worker进程。动态模式中，如果空闲进程小于pm.min_spare_servers（最小空闲worker进程数）则增加空闲进程，如果空闲进程大于pm.max_spare_servers（最大空闲worker进程数）则杀死多余进程，总进程数不超过max_children。Fpm是阻塞性的，便于管理和分配资源，但是如果大并发会导致数据繁忙，返回不及时（阻塞等待），阻塞等待的进程还会受 listen.backlog 影响，等待的请求数超过listen.backlog设置的值后，超出部分的请求直接返回失败；
Web服务器（nginx等）监听80端口(或者其他端口，默认http80端口)，把请求处理解析转发到nginx配置文件中指定的FastCGI协议对应的端口中（一般是9000端口），Fpm中的worker进程会监听接收指定端口的数据进行处理，处理完成后返回给nginx结果，nginx再反馈给请求方。

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