从PHP-FPM、NGINX的请求处理来学习阻塞与非阻塞

我们以nginx+php提供的web服务为例来学习下。

• 请求流程

这里我们只学习从客户端到PHP这一阶段的请求处理。

• 基本的概念

1. cgi(Common Gateway Interface) 通用网关接口，我们可以认为这是一个协议。
2. fast-cgi是高级版cgi协议，用于web服务器与后端服务通讯的程序，与cgi的差别就是fastcgi会预先创建若干进程等待服务，cgi是属于fork-and-exec每次都要创建效率低下。
3. Nginx实现fastcgi协议是通过ngx_http_fastcgi_module模块实现。
4. php支持fastcgi协议是通过php-fpm，它是php的fastcgi进程管理器，用来启动、配置php-fastcgi的进程，我们可以认为php-fpm就是php实现的fastcgi版本。

• 相关配置

nginx.conf关于fastcgi的配置：

location ~ \.php$ {
    fastcgi_pass   127.0.0.1:9000;
    fastcgi_index  index.php;
    include        fastcgi.conf;
}

php-fpm.conf关于fastcgi的配置：

php-fpm也就是php-fastcgi承接了nginx到php之间的通讯。

• Nginx的请求处理

1. Master进程读取配置、进行相关设置，然后启动
2. Master进程根据配置fork()出一定数量的Worker进程
3. Master进程等待信号通知、监控Worker进程状态，负责重启Worker及Worker间通信
4. Worker进程监听等待Client的请求
5. Worker进程采用I/O多路复用事件机制，处理请求，也就是同一个Worker进程可以监听多个I/O事件, 当某个事件发生的时候就执行，没有的时候就去处理别的请求。
6. Worker接收到请求之后，实际的处理是转发给php-fpm, php-fpm处理完之后返回给nginx,进而返回给Client

• PHP-FPM的请求处理

PHP-FPM也是多进程模式，根据配置可以选择是否预先启动子(Worker)进程

1. 执行php-fpm的时候会读取配置文件，设置启动的子进程数量
2. worker进程启动后，等待client请求
3. worker每次只能处理一个请求，如果请求数超过配置的Worker进程数就会出现等待
4. 高并发情况下最终会请求出错

• 什么是文件描述符FD

我们知道Linux一切皆文件, 操作系统有一个文件描述符列表来标识已打开的文件。这是IO操作的基础。一切IO都是围绕这个FD进行的。

• 什么是I/O

I/O就是Input、Output, 操作文件是系统的事情，用户程序可以通过系统调用如read、open这样去通过内核操作数据。

操作磁盘是很花时间的，更不要说通过网络传输的I/O了，如通过mysql查询数据，这其中涉及的多个方面的I/O操作，从用户程序到内核、从缓存到磁盘、从磁盘到内存、网络传递等等，都会产生数据的读取、写入。这些都是I/O操作。

大多数I/O必然经过从内核到用户程序的复制。

• 什么是阻塞非阻塞

举个栗子来说，早上起床了你要去煮面，面煮上了如果你一直在锅前等着那你就阻塞了，因为你得看着面不能干别的事，其他的事得煮完面再去做。你->煮面->其他的事这是阻塞

这次你学聪明了，煮上面然后去刷牙了，面自己煮着就行了，刷完牙回来再看面，还没好你又去洗脸了，再回来看，面好了，吃饭。你->煮面->刷牙->煮面->洗脸->煮面 同样的时间多干了两个事，这是非阻塞。

当然实际的情况跟这个例子差一点。但大体意思是差不多的。

• Nginx是如何做到的的非阻塞

我们知道Nginx使用非阻塞worker处理客户端请求, 从nginx.conf中可以见到配置

epoll是操作系统提供的系统调用，我们还听过select 、poll 、kqueue等，这是看系统提供的哪种api，我们再去配置。

epoll的提供的能力大概是这样的，当客户端请求过来之后，建立的连接会生一个FD，数据通过操作FD进行传输。epoll会将这个FD注册到内核，内核负责监听、通知这个FD的IO事件，如果没有IO事件发生epoll将会通过循环继续等待，而worker进程可以去处理其他请求，一旦发生就会通知程序worker就会再处理这个请求。epoll就负责整个请求期间的IO事件调度。

关于I/O的处理我们后面再深入讨论一些，这块的东西比较深，目前还没有学明白。大家看下相关的书籍。

相关书籍：Linux高性能服务器编程

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