phpfpm原理

A. 伺服器程序源代碼分析之二：php-fpm

php作為排名top2 互聯網開發工具，非常流行，可以參考：中國最大的25個網站採用技術選型方案

php這個名稱實際上有兩層含義

直接定義：

php-fpm從php5.3.3開始已經進入到php源代碼包，之前是作為patch存在的

很少人會去讀php本身源代碼，我6年前解決php內存泄露問題的時候做了些研究,最近再查看了一番，發現php的開發者很有誠意，這是一款非常出色的伺服器軟體，支持如下

在linux伺服器上，如果不設置 events.mechanism ,那麼默認就是採用epoll，所以

php-fpm的IO模型&並發處理能力和nginx是完全一致

nginx以性能卓越聞名，大部分程序員都認為php效率低下，看了源代碼，才知道這是傳奇啊

在高性能部署的時候，大家往往會針對性的優化nginx 。我自己之前部署php程序也犯了錯誤，8G內存的server，php-fpm的max children都會設置128+，現在看來太多了，參考nginx的部署:

php-fpm配置為 3倍 cpu core number就可以了

php-fpm穩定性比nginx稍差 這是因為php-fpm內置了一個php解析器,php-fpm進程就和php程序捆綁了，如果php腳本寫得不好，有死循環或者阻塞在某個遠端資源上，會拖累載入它的php-fpm進程

而nginx和後端應用伺服器之間通過網路連接，可以設置timeout，不容易堵死的

php-fpm的fastcgi是短連接 我原以為是長連接的，看了代碼才知道也是短連接，處理一個request就關閉掉

php-fpm介面採用fastcgi 非常遺憾，php-fpm和fastcgi完全綁定了，無法獨立使用 。只能部署在支持http-fcgi協議轉換程序背後(nginx）。其實可以考慮在php-fpm代碼包裡面引入http協議支持，這樣php-fpm可以獨立運行，讓nodejs無話可說

php-fpm等同於OpenResty OpenResty是一個國人開發的nginx模塊，就是在nginx引入lua解釋器. 實際上，它和php-fpm的唯一差別就是一個採用php語法，一個用lua，所以OpenResty要作為nginx增強包使用還可以，要選擇它作為一個主要編程工具，沒有任何必要

從架構上來說，php-fpm已經做到最好，超過大多數 python部署工具，我再也不黑它了

B. php-fpm怎麼連接的mysql

們都知道，php是不能直接操作 mysql的，他需要通過擴展提供介面調用，php的mysql擴展也好幾個，只支持面向過程的mysql，既支持面向過程也支持面向對象的mysqli，只支持面向對象的PDO，當然無論是那個擴展，也只是php語法寫法上的區別而已，底層其實是一樣的。
今天我們不講語法這些老掉牙的東西，我們隨便找一個擴展，來分析一下 php底層 和 mysql 之間的通信原理。
首先我們來理解一下 php-fpm 的工作原理，php-fpm 是一個 php-cgi 進程管理器，其實就是一個連接池，它和nginx配合的工作原理如下。
我們先從最簡單的靜態方式入手觀察他的工作原理
vim php-fpm.ini
[www]
pm = static
pm.max_children = 5
pm.max_requests = 2
上面三句話的含義是什麼呢:
1、static 表示靜態以靜態方式生成 php-fpm 進程
2、pm.max_children = 5 表示當 php-fpm 啟動時就啟動 5 個 php-fpm 子進程 等待處理 nginx 發過來的請求
3、pm.max_requests = 2 表示每個 php-fpm 子進程處理 2 個請求就銷毀，當然父進程每次看到有銷毀的自然也就會生成新的子進程
我們來簡單驗證一下這個說法：
首先重啟 php-fpm，讓它復位一下
接下來寫一條簡單的語句輸出當前進程ID
echo "當前 php-fpm 進程ID：".posix_getpid();
不斷刷新瀏覽器觀察輸出變化
當前 php-fpm 進程ID：24548
當前 php-fpm 進程ID：24549
當前 php-fpm 進程ID：24550
當前 php-fpm 進返備程ID：24547
當前 php-fpm 進程ID：24551
當前 php-fpm 進程ID：24548
當前 php-fpm 進程ID：24549
當前 php-fpm 進程ID：24550
當前 php-fpm 進程ID：24547
當前 php-fpm 進程ID：24551
當前 php-fpm 進程ID：24563
當前 php-fpm 進程ID：24564
當前 php-fpm 進程ID：24565
當前 php-fpm 進程ID：24566
當前 php-fpm 進程ID：24567
當前 php-fpm 進程ID：24563
當前 php-fpm 進程ID：24564
當前 php-fpm 進程ID：24565
當前 php-fpm 進程ID：24566
當前 php-fpm 進程ID：24567
當前 php-fpm 進程ID：24568
當前 php-fpm 進程ID：24569
當前 php-fpm 進程ID：24570
當前 php-fpm 進程ID：24571
當前 php-fpm 進程ID：24572
當前 php-fpm 進程ID：24568
當前 php-fpm 進程ID：24569
當前 php-fpm 進程ID：24570
當前 php-fpm 進程ID：24571
當前 php-fpm 進程ID：24572
可以看得出，第一批id不是按照順序執行的，進程id為24547的進程是在第四位處理的，然後從下信轎面開始，所有id都是順序執行的而且每次生成的一批id都是遞增，是不是有種mysql自增主鍵的趕腳呢？
這里需要注意的是，無論是靜態還是下面的動態配置方式，只要沒有設置 max_requests ，那麼進程是不會銷毀的，也就是說當一個進程裡面出現死循環或者內存溢出等導致進程僵死的情況出現的時候，處理的進程就會少一個了
好吧理解了靜態的處理方式，我們其實也很容易知道這個方式的弊端了，當然我們平時伺服器不可能就開5個進程每個進程處理2個請求，我們來做滑世肆一個簡單的加減乘除，看看一個伺服器應該開多少個 php-fpm 合適
首先我們來看看一個簡單的echo需要多少內存：
$size = memory_get_usage();
$unit = array('b','kb','mb','gb','tb','pb');
$memory = @round($size/pow(1024,($i=floor(log($size,1024)))),2).' '.$unit[$i];
echo "當前 php-cgi 進程所使用內存：".$memory;
觀察瀏覽器我們可以得到一下數據：
當前 php-cgi 進程所使用內存：227.17 kb
也就是說一個簡單的什麼都不幹的php就已經佔用了200多K的內存，當然這也不算多。
不過進程多了cpu切換進程速度就會變慢，所以這個數還是需要通過ab等測試工具才能測試出具體應該開多少比較合理
我們先從200開始，不斷的增加，架設增加到800的時候，效率和400一樣，那我們就沒必要開800那麼多進程浪費內存了。
那麼問題就來了，如果同一時間請求出超過400呢？有人說會排隊等待，真的會排隊等待嗎？答案明顯是 php-fpm 是沒能力排隊了，因為處理請求的php-fpm子進程都用完了，那麼等待也就只能是在 nginx 等待，通常一個 nginx 也不只是轉發請求給 php-fpm 就完事了，他還要處理靜態文件呢？如果這些php請求導致nginx的請求數過多一直在等待，那麼訪問靜態文件自然也會卡了，這時候我們就需要配置成下面的動態處理方式。
[www]
pm.max_children = 10
pm.start_servers = 5
pm.min_spare_servers = 2
pm.max_spare_servers = 8
;pm.max_requests = 2
上面五句話的含義是什麼呢:
1、dynamic 表示靜態以動態方式生成 php-fpm 進程
2、pm.max_children = 10 同時活動的進程數 10個
3、pm.start_servers = 5 表示當 php-fpm 主進程啟動時就啟動 5 個 php-fpm 子進程
4、pm.min_spare_servers = 2 表示最小備用進程數
5、pm.max_spare_servers = 8 表示最大備用進程數
6、pm.max_requests = 2 上面說過就不說了
當前 php-fpm 進程ID：2270
當前 php-fpm 進程ID：2271
當前 php-fpm 進程ID：2272
當前 php-fpm 進程ID：2273
當前 php-fpm 進程ID：2274
當前 php-fpm 進程ID：2270
當前 php-fpm 進程ID：2271
當前 php-fpm 進程ID：2272
當前 php-fpm 進程ID：2273
當前 php-fpm 進程ID：2274
當前 php-fpm 進程ID：2270
當前 php-fpm 進程ID：2271
當前 php-fpm 進程ID：2272
當前 php-fpm 進程ID：2273
當前 php-fpm 進程ID：2274

C. FPM看這一篇就夠了

Fpm是PHP FastCGI運行模式的進程管理器，其主要功能在於管理PHP處理請求的進程，以優化伺服器性能。FastCGI協議作為Web伺服器（如Nginx、Apache）和處理程序（如PHP）之間的通信協議，用於在應用層實現兩者間的交互。當PHP處理完請求後，通過FastCGI協議將解析結果返回給Web伺服器，最終由Web伺服器將內容發送給用戶。

Fpm採用多進程模型，由master進程和多個worker進程組成。master進程啟動後創建socket，但不直接處理請求，而是由fork出的worker進程處理請求。master進程負責fork和殺掉worker進程，以動態管理進程數量。在master進程fork出worker後，會循環事件列表，worker進程則不斷接受請求，解析FastCGI協議數據，執行PHP腳本，並關閉請求。整個worker處理請求的過程包括等待請求、解析請求、請求初始化、執行PHP腳本和關閉請求等步驟。

在處理請求時，worker進程會記錄其當前所處的階段，如等待請求階段、讀取fastcgi請求header階段、獲取請求信息階段、執行PHP腳本階段和請求處理完成階段，以方便管理進程狀態。

master進程主要負責進程管理。它在啟動後不再返回，進入事件循環，處理IO及定時器事件，以動態控制worker的數量。master進程會根據配置文件中的pm參數，選擇靜態模式、動態模式或按需模式來管理worker進程。靜態模式下，master在啟動時根據配置參數fork出固定數量的worker進程。動態模式下，master根據配置參數初始化一定數量的worker進程，並在請求增多時增加worker進程，減少時減少worker進程。按需模式下，master不預先分配worker進程，而是等到有請求時才通知master進程fork worker進程，處理完成後worker進程不會立即退出，當空閑時間超過配置參數後才退出。

除了進程管理，master還處理信號事件、進程檢查定時器和執行超時檢查定時器。信號事件允許master響應系統信號，如SIGINT、SIGTERM、SIGQUIT等，以便在接收到退出信號時通知所有worker退出，並確保master正常退出。進程檢查定時器用於定期檢查worker進程數量，動態調整進程數量以優化資源使用。執行超時檢查定時器用於監控worker處理請求的時間，如果請求處理時間超過設定的閾值，master將向worker進程發送kill -TERM信號以終止進程。

綜上所述，Fpm作為PHP FastCGI運行模式的進程管理器，通過多進程模型和動態管理策略，優化了PHP處理請求的性能，提高了伺服器響應速度和資源利用率。

D. 啟動php-fpm為什麼有啟動了多個進程

php-fpm的兩種進程管理模式 php-fpm的進程數也是可以根據設置分為動態和靜態的。 一種是直接開啟指定數量的php-fpm進程，不再增加或者減少； 另一種則是開始的時候開啟一定數量的php-fpm進程，當請求量變大的時候，動態的增加php-fpm進程數到上限，當空閑的時候自動釋放空閑的進程數到一個下限。 這兩種不同的執行方式，可以根據伺服器的實際需求來進行調整。 這里先說一下涉及到這個的幾個參數吧，他們分別是pm、pm.max_children、pm.start_servers、pm.min_spare_servers和pm.max_spare_servers。 pm表示使用那種方式，有兩個值可以選擇，就是static（靜態）或者dynamic（動態）。 在更老一些的版本中，dynamic被稱作apache-like。這個要注意看配置文件給出的說明了。PHP5.3 php-fpm的默認靜態處理方式會使得php-cgi的進程長期佔用內存而無法釋放，這也是導致nginx出錯的原因之 一，因此可以將php-fpm的處理方式改成apache模式。 下面4個參數的意思分別為： pm.max_children：靜態方式下開啟的php-fpm進程數量。 pm.start_servers：動態方式下的起始php-fpm進程數量。 pm.min_spare_servers：動態方式下的最小php-fpm進程數量。 pm.max_spare_servers：動態方式下的最大php-fpm進程數量。 如果dm設置為static，那麼其實只有pm.max_children這個參數生效。系統會開啟設置的數量個php-fpm進程。 如果dm設置為dynamic，那麼pm.max_children參數失效，後面3個參數生效。系統會在php-fpm運行開始的時候啟動 pm.start_servers個php-fpm進程，然後根據系統的需求動態在pm.min_spare_servers和 pm.max_spare_servers之間調整php-fpm進程數。 那麼，對於我們的伺服器，選擇哪種執行方式比較好呢？事實上，跟Apache一樣，我們運行的PHP程序在執行完成後，或多或少會有內存泄露的問題。 這也是為什麼開始的時候一個php-fpm進程只佔用3M左右內存，運行一段時間後就會上升到20-30M的原因了。所以，動態方式因為會結束掉多餘的進程，可以回收釋放一些內存，所以推薦在內存較少的伺服器或者VPS上使用。具體最大數量根據 內存/20M 得到。比如說512M的VPS，建議pm.max_spare_servers設置為20。至於pm.min_spare_servers，則建議根據伺服器的負載情況來設置，比較合適的值在5~10之間。 然後對於比較大內存的伺服器來說，設置為靜態的話會提高效率。因為頻繁開關php-fpm進程也會有時滯，所以內存夠大的情況下開靜態效果會更好。數量也可以根據內存/30M 得到。比如說2GB內存的伺服器，可以設置為50；4GB內存可以設置為100等。