phpfpm原理

A. 服务器程序源代码分析之二：php-fpm

php作为排名top2 互联网开发工具，非常流行，可以参考：中国最大的25个网站采用技术选型方案

php这个名称实际上有两层含义

直接定义：

php-fpm从php5.3.3开始已经进入到php源代码包，之前是作为patch存在的

很少人会去读php本身源代码，我6年前解决php内存泄露问题的时候做了些研究,最近再查看了一番，发现php的开发者很有诚意，这是一款非常出色的服务器软件，支持如下

在linux服务器上，如果不设置 events.mechanism ,那么默认就是采用epoll，所以

php-fpm的IO模型&并发处理能力和nginx是完全一致

nginx以性能卓越闻名，大部分程序员都认为php效率低下，看了源代码，才知道这是传奇啊

在高性能部署的时候，大家往往会针对性的优化nginx 。我自己之前部署php程序也犯了错误，8G内存的server，php-fpm的max children都会设置128+，现在看来太多了，参考nginx的部署:

php-fpm配置为 3倍 cpu core number就可以了

php-fpm稳定性比nginx稍差 这是因为php-fpm内置了一个php解析器,php-fpm进程就和php程序捆绑了，如果php脚本写得不好，有死循环或者阻塞在某个远端资源上，会拖累加载它的php-fpm进程

而nginx和后端应用服务器之间通过网络连接，可以设置timeout，不容易堵死的

php-fpm的fastcgi是短连接 我原以为是长连接的，看了代码才知道也是短连接，处理一个request就关闭掉

php-fpm接口采用fastcgi 非常遗憾，php-fpm和fastcgi完全绑定了，无法独立使用 。只能部署在支持http-fcgi协议转换程序背后(nginx）。其实可以考虑在php-fpm代码包里面引入http协议支持，这样php-fpm可以独立运行，让nodejs无话可说

php-fpm等同于OpenResty OpenResty是一个国人开发的nginx模块，就是在nginx引入lua解释器. 实际上，它和php-fpm的唯一差别就是一个采用php语法，一个用lua，所以OpenResty要作为nginx增强包使用还可以，要选择它作为一个主要编程工具，没有任何必要

从架构上来说，php-fpm已经做到最好，超过大多数 python部署工具，我再也不黑它了

B. php-fpm怎么连接的mysql

们都知道，php是不能直接操作 mysql的，他需要通过扩展提供接口调用，php的mysql扩展也好几个，只支持面向过程的mysql，既支持面向过程也支持面向对象的mysqli，只支持面向对象的PDO，当然无论是那个扩展，也只是php语法写法上的区别而已，底层其实是一样的。
今天我们不讲语法这些老掉牙的东西，我们随便找一个扩展，来分析一下 php底层 和 mysql 之间的通信原理。
首先我们来理解一下 php-fpm 的工作原理，php-fpm 是一个 php-cgi 进程管理器，其实就是一个连接池，它和nginx配合的工作原理如下。
我们先从最简单的静态方式入手观察他的工作原理
vim php-fpm.ini
[www]
pm = static
pm.max_children = 5
pm.max_requests = 2
上面三句话的含义是什么呢:
1、static 表示静态以静态方式生成 php-fpm 进程
2、pm.max_children = 5 表示当 php-fpm 启动时就启动 5 个 php-fpm 子进程 等待处理 nginx 发过来的请求
3、pm.max_requests = 2 表示每个 php-fpm 子进程处理 2 个请求就销毁，当然父进程每次看到有销毁的自然也就会生成新的子进程
我们来简单验证一下这个说法：
首先重启 php-fpm，让它复位一下
接下来写一条简单的语句输出当前进程ID
echo "当前 php-fpm 进程ID：".posix_getpid();
不断刷新浏览器观察输出变化
当前 php-fpm 进程ID：24548
当前 php-fpm 进程ID：24549
当前 php-fpm 进程ID：24550
当前 php-fpm 进返备程ID：24547
当前 php-fpm 进程ID：24551
当前 php-fpm 进程ID：24548
当前 php-fpm 进程ID：24549
当前 php-fpm 进程ID：24550
当前 php-fpm 进程ID：24547
当前 php-fpm 进程ID：24551
当前 php-fpm 进程ID：24563
当前 php-fpm 进程ID：24564
当前 php-fpm 进程ID：24565
当前 php-fpm 进程ID：24566
当前 php-fpm 进程ID：24567
当前 php-fpm 进程ID：24563
当前 php-fpm 进程ID：24564
当前 php-fpm 进程ID：24565
当前 php-fpm 进程ID：24566
当前 php-fpm 进程ID：24567
当前 php-fpm 进程ID：24568
当前 php-fpm 进程ID：24569
当前 php-fpm 进程ID：24570
当前 php-fpm 进程ID：24571
当前 php-fpm 进程ID：24572
当前 php-fpm 进程ID：24568
当前 php-fpm 进程ID：24569
当前 php-fpm 进程ID：24570
当前 php-fpm 进程ID：24571
当前 php-fpm 进程ID：24572
可以看得出，第一批id不是按照顺序执行的，进程id为24547的进程是在第四位处理的，然后从下信轿面开始，所有id都是顺序执行的而且每次生成的一批id都是递增，是不是有种mysql自增主键的赶脚呢？
这里需要注意的是，无论是静态还是下面的动态配置方式，只要没有设置 max_requests ，那么进程是不会销毁的，也就是说当一个进程里面出现死循环或者内存溢出等导致进程僵死的情况出现的时候，处理的进程就会少一个了
好吧理解了静态的处理方式，我们其实也很容易知道这个方式的弊端了，当然我们平时服务器不可能就开5个进程每个进程处理2个请求，我们来做滑世肆一个简单的加减乘除，看看一个服务器应该开多少个 php-fpm 合适
首先我们来看看一个简单的echo需要多少内存：
$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 "当前 php-cgi 进程所使用内存：".$memory;
观察浏览器我们可以得到一下数据：
当前 php-cgi 进程所使用内存：227.17 kb
也就是说一个简单的什么都不干的php就已经占用了200多K的内存，当然这也不算多。
不过进程多了cpu切换进程速度就会变慢，所以这个数还是需要通过ab等测试工具才能测试出具体应该开多少比较合理
我们先从200开始，不断的增加，架设增加到800的时候，效率和400一样，那我们就没必要开800那么多进程浪费内存了。
那么问题就来了，如果同一时间请求出超过400呢？有人说会排队等待，真的会排队等待吗？答案明显是 php-fpm 是没能力排队了，因为处理请求的php-fpm子进程都用完了，那么等待也就只能是在 nginx 等待，通常一个 nginx 也不只是转发请求给 php-fpm 就完事了，他还要处理静态文件呢？如果这些php请求导致nginx的请求数过多一直在等待，那么访问静态文件自然也会卡了，这时候我们就需要配置成下面的动态处理方式。
[www]
pm.max_children = 10
pm.start_servers = 5
pm.min_spare_servers = 2
pm.max_spare_servers = 8
;pm.max_requests = 2
上面五句话的含义是什么呢:
1、dynamic 表示静态以动态方式生成 php-fpm 进程
2、pm.max_children = 10 同时活动的进程数 10个
3、pm.start_servers = 5 表示当 php-fpm 主进程启动时就启动 5 个 php-fpm 子进程
4、pm.min_spare_servers = 2 表示最小备用进程数
5、pm.max_spare_servers = 8 表示最大备用进程数
6、pm.max_requests = 2 上面说过就不说了
当前 php-fpm 进程ID：2270
当前 php-fpm 进程ID：2271
当前 php-fpm 进程ID：2272
当前 php-fpm 进程ID：2273
当前 php-fpm 进程ID：2274
当前 php-fpm 进程ID：2270
当前 php-fpm 进程ID：2271
当前 php-fpm 进程ID：2272
当前 php-fpm 进程ID：2273
当前 php-fpm 进程ID：2274
当前 php-fpm 进程ID：2270
当前 php-fpm 进程ID：2271
当前 php-fpm 进程ID：2272
当前 php-fpm 进程ID：2273
当前 php-fpm 进程ID：2274

C. FPM看这一篇就够了

Fpm是PHP FastCGI运行模式的进程管理器，其主要功能在于管理PHP处理请求的进程，以优化服务器性能。FastCGI协议作为Web服务器（如Nginx、Apache）和处理程序（如PHP）之间的通信协议，用于在应用层实现两者间的交互。当PHP处理完请求后，通过FastCGI协议将解析结果返回给Web服务器，最终由Web服务器将内容发送给用户。

Fpm采用多进程模型，由master进程和多个worker进程组成。master进程启动后创建socket，但不直接处理请求，而是由fork出的worker进程处理请求。master进程负责fork和杀掉worker进程，以动态管理进程数量。在master进程fork出worker后，会循环事件列表，worker进程则不断接受请求，解析FastCGI协议数据，执行PHP脚本，并关闭请求。整个worker处理请求的过程包括等待请求、解析请求、请求初始化、执行PHP脚本和关闭请求等步骤。

在处理请求时，worker进程会记录其当前所处的阶段，如等待请求阶段、读取fastcgi请求header阶段、获取请求信息阶段、执行PHP脚本阶段和请求处理完成阶段，以方便管理进程状态。

master进程主要负责进程管理。它在启动后不再返回，进入事件循环，处理IO及定时器事件，以动态控制worker的数量。master进程会根据配置文件中的pm参数，选择静态模式、动态模式或按需模式来管理worker进程。静态模式下，master在启动时根据配置参数fork出固定数量的worker进程。动态模式下，master根据配置参数初始化一定数量的worker进程，并在请求增多时增加worker进程，减少时减少worker进程。按需模式下，master不预先分配worker进程，而是等到有请求时才通知master进程fork worker进程，处理完成后worker进程不会立即退出，当空闲时间超过配置参数后才退出。

除了进程管理，master还处理信号事件、进程检查定时器和执行超时检查定时器。信号事件允许master响应系统信号，如SIGINT、SIGTERM、SIGQUIT等，以便在接收到退出信号时通知所有worker退出，并确保master正常退出。进程检查定时器用于定期检查worker进程数量，动态调整进程数量以优化资源使用。执行超时检查定时器用于监控worker处理请求的时间，如果请求处理时间超过设定的阈值，master将向worker进程发送kill -TERM信号以终止进程。

综上所述，Fpm作为PHP FastCGI运行模式的进程管理器，通过多进程模型和动态管理策略，优化了PHP处理请求的性能，提高了服务器响应速度和资源利用率。

D. 启动php-fpm为什么有启动了多个进程

php-fpm的两种进程管理模式 php-fpm的进程数也是可以根据设置分为动态和静态的。 一种是直接开启指定数量的php-fpm进程，不再增加或者减少； 另一种则是开始的时候开启一定数量的php-fpm进程，当请求量变大的时候，动态的增加php-fpm进程数到上限，当空闲的时候自动释放空闲的进程数到一个下限。 这两种不同的执行方式，可以根据服务器的实际需求来进行调整。 这里先说一下涉及到这个的几个参数吧，他们分别是pm、pm.max_children、pm.start_servers、pm.min_spare_servers和pm.max_spare_servers。 pm表示使用那种方式，有两个值可以选择，就是static（静态）或者dynamic（动态）。 在更老一些的版本中，dynamic被称作apache-like。这个要注意看配置文件给出的说明了。PHP5.3 php-fpm的默认静态处理方式会使得php-cgi的进程长期占用内存而无法释放，这也是导致nginx出错的原因之 一，因此可以将php-fpm的处理方式改成apache模式。 下面4个参数的意思分别为： pm.max_children：静态方式下开启的php-fpm进程数量。 pm.start_servers：动态方式下的起始php-fpm进程数量。 pm.min_spare_servers：动态方式下的最小php-fpm进程数量。 pm.max_spare_servers：动态方式下的最大php-fpm进程数量。 如果dm设置为static，那么其实只有pm.max_children这个参数生效。系统会开启设置的数量个php-fpm进程。 如果dm设置为dynamic，那么pm.max_children参数失效，后面3个参数生效。系统会在php-fpm运行开始的时候启动 pm.start_servers个php-fpm进程，然后根据系统的需求动态在pm.min_spare_servers和 pm.max_spare_servers之间调整php-fpm进程数。 那么，对于我们的服务器，选择哪种执行方式比较好呢？事实上，跟Apache一样，我们运行的PHP程序在执行完成后，或多或少会有内存泄露的问题。 这也是为什么开始的时候一个php-fpm进程只占用3M左右内存，运行一段时间后就会上升到20-30M的原因了。所以，动态方式因为会结束掉多余的进程，可以回收释放一些内存，所以推荐在内存较少的服务器或者VPS上使用。具体最大数量根据 内存/20M 得到。比如说512M的VPS，建议pm.max_spare_servers设置为20。至于pm.min_spare_servers，则建议根据服务器的负载情况来设置，比较合适的值在5~10之间。 然后对于比较大内存的服务器来说，设置为静态的话会提高效率。因为频繁开关php-fpm进程也会有时滞，所以内存够大的情况下开静态效果会更好。数量也可以根据内存/30M 得到。比如说2GB内存的服务器，可以设置为50；4GB内存可以设置为100等。