详解 Nginx 和 php-fpm 调用方式

编辑于:2022年02月28日

PHP 项目使用 Nginx 时,一般通过 php-fpm Nginx+PHP-FPM 形式访问交互,本文将详细解读 Nginx 配置文件、PHP-FPM、PHP-CGI 和 fastCGI 的概念。

一.背景:

在开发中碰到一个问题,项目以 nginx+php-fpm 形式访问交互,结果访问项目时报错如上图:

二.分析:

提示很明确嘛,去看 error.log(在nginx.conf或者vhost里头配置的,找到你对应路径即可)

错误信息如下:

2017/09/18 10:46:21 [error] 3880#0: *92 connect() failed (111: Connection refused)  
while connecting to upstream, client: 192.168.33.10, server: local.helios.com,  
request: "GET /v1/room/detail.json HTTP/1.1", upstream: "fastcgi://127.0.0.1:9000", host: "local.helios.com"

//或:

2017/09/18 14:30:42 [crit] 5375#0: *43 connect() to unix:/tmp/php-cgi.sock failed (2: No such file or directory) 
while connecting to upstream, client: 192.168.33.10, server: www.lnmp.org,  
request: "GET /index.php?uri=look/index HTTP/1.1", upstream: "fastcgi://unix:/tmp/php-cgi.sock:", host: "local.helios.com"

关于问题:connect() failed (111: Connection refused) while connecting to upstream 网上也有很多描述了,

1.php-fpm是否运行

ps aux |grep php-fpm //查看是否启动
/etc/init.d/php-fpm   或  /usr/local/php/sbin/php-fpm  //启动php-fpm

2.php-fpm队列是否足够

cat /proc/meminfo -u //查看内存大,一个php-fpm平均进程占用20MB,1G / 30MB = 33个 
vi /usr/local/php/etc/php-fpm.conf  //查看配置文件中 pm.max_children 
pm.max_children = 33 //改成上边的个数,但是最好留些余地别饱和运行

3.php-fpm.conf 与 fastcgi.conf 的监听是否相同

  • 1).查看php-fpm监听方式:
  • vim /usr/local/php/etc/php-fpm.conf 
    listen = 127.0.0.1:9000 //【ip+port形式】 
    listen = /tmp/php-cgi.sock
    
  • 2).查看nginx指定与php-fpm通信方式:
  • vi /usr/local/nginx/conf/vhost/vhost.conf 
    location ~\.php$ { 
      fastcgi_pass unix:/tmp/php-cgi.sock;【unxi domain socket形式】 
      fastcgi_index index.php;include fastcgi_params;         
      fastcgi_param  SCRIPT_FILENAME $document_root/$fastcgi_script_name; 
    }
    

    三.解决:

    根据上边配置显示,情况已经很明显了,本次问题属于第三种情况:

    • 我的 php-fpm 用 ip:port 方式建立链接
    • nginx 却用 unix socket 方式建立链接

    这是两种不同方式,好比暗号不同,怎么可能接上头嘛!

    修改操作如下:

    用哪种取决于你的PHP-FPM配置:,以下二选一即可。

    方式1,统一成 ip+port 的形式:

    php-fpm.conf:  
    listen = 127.0.0.1:9000 
    vhost.conf:  
    fastcgi_pass 127.0.0.1:9000;
    

    方式2,统一成.sock的形式:

    php-fpm.conf:  
    listen = /tmp/php-fpm.sock 
    vhost.conf: 
    fastcgi_pass unix:/tmp/php-fpm.sock;
    

    重启 nginx 与 php-fpm

    /etc/init.d/nginx reload 
    /etc/init.d/php-fpm reload
    

    搞定,访问再试试。

    其中php-fpm.sock是一个文件,由php-fpm生成,类型是srw-rw----.
    UNIX Domain Socket可用于两个没有亲缘关系的进程,是目前广泛使

    四.知识延伸:

    上边问题说到了是因为 nginx 与 php-fpm 进程通信不匹配造成的,那他们有什么不同呢?

    unix socket方式

  • 优点:
  • unix socket方式要比tcp的方式快,而且消耗资源少,因为socket之间在nginx和php-fpm的进程之间通信,而tcp需要经过本地回环驱动,还要申请临时端口和tcp相关资源。

    会有很多linux傻瓜面板,他们可能会有很多中 php-fpm的版本,那么如果是不同版本去开不同的端口,然后nginx去配置的话,你要记住很多端口,sock文件便是解决这个问题最简单的方法。

    Socket是使用unix domain socket连接套接字/dev/shm/php-cgi.sock(很多教程使用路径/tmp,而路径/dev/shm是个tmpfs,速度比磁盘快得多)

  • 缺点:
  • unix socket会显得不是那么稳定,当并发连接数爆发时,会产生大量的长时缓存,在没有面向连接协议支撑的情况下,大数据包很有可能就直接出错并不会返回异常。

    虽然sock有更少的数据拷贝和上下文切换,更少的资源占用,但是如果数据都是错的,那还有什么用呢。另外使用sock的话,必须nginx和fpm在同一台机器上

    tcp方式

  • 优点:
  • 从稳妥的考虑肯定是使用 tcp,tcp 协议能保证数据的正确性,sock 不能保证。

    可以跨服务器,当 nginx 和 php-fpm 不在同一台机器上时,只能使用这种方式

  • 缺点:
  • 性能不如unix socket

    更多知识:nginx、php-fpm默认配置与性能–TCP socket还是unix domain socket

    五、php-fpm的理解

    首先,CGI是干嘛的?CGI是为了保证web server传递过来的数据是标准格式的,方便CGI程序的编写者。

    web server(比如说nginx)只是内容的分发者。比如,如果请求/index.html,那么web server会去文件系统中找到这个文件,发送给浏览器,这里分发的是静态数据。好了,如果现在请求的是/index.php,根据配置文件,nginx知道这个不是静态文件,需要去找PHP解析器来处理,那么他会把这个请求简单处理后交给PHP解析器。

    Nginx会传哪些数据给PHP解析器呢?url要有吧,查询字符串也得有吧,POST数据也要有,HTTP header不能少吧,好的,CGI就是规定要传哪些数据、以什么样的格式传递给后方处理这个请求的协议。仔细想想,你在PHP代码中使用的用户从哪里来的。

    当web server收到/index.php这个请求后,会启动对应的CGI程序,这里就是PHP的解析器。接下来PHP解析器会解析php.ini文件,初始化执行环境,然后处理请求,再以规定CGI规定的格式返回处理后的结果,退出进程。web server再把结果返回给浏览器。

    好了,CGI是个协议,跟进程什么的没关系。那fastcgi又是什么呢?Fastcgi是用来提高CGI程序性能的。

    提高性能,那么CGI程序的性能问题在哪呢?"PHP解析器会解析php.ini文件,初始化执行环境",就是这里了。标准的CGI对每个请求都会执行这些步骤(不闲累啊!启动进程很累的说!),所以处理每个时间的时间会比较长。这明显不合理嘛!那么Fastcgi是怎么做的呢?

    首先,Fastcgi会先启一个master,解析配置文件,初始化执行环境,然后再启动多个worker。当请求过来时,master会传递给一个worker,然后立即可以接受下一个请求。这样就避免了重复的劳动,效率自然是高。而且当worker不够用时,master可以根据配置预先启动几个worker等着;当然空闲worker太多时,也会停掉一些,这样就提高了性能,也节约了资源。这就是fastcgi的对进程的管理。

    那PHP-FPM又是什么呢?是一个实现了Fastcgi的程序,被PHP官方收了。

    大家都知道,PHP的解释器是php-cgi。php-cgi只是个CGI程序,他自己本身只能解析请求,返回结果,不会进程管理(皇上,臣妾真的做不到啊!)所以就出现了一些能够调度php-cgi进程的程序,比如说由lighthttpd分离出来的spawn-fcgi。好了PHP-FPM也是这么个东东,在长时间的发展后,逐渐得到了大家的认可(要知道,前几年大家可是抱怨PHP-FPM稳定性太差的),也越来越流行。

    好了,最后来回来你的问题。网上有的说,fastcgi 是一个协议,php-fpm 实现了这个协议

    对。

    有的说,php-fpm是fastcgi进程的管理器,用来管理fastcgi进程的

    对。php-fpm的管理对象是php-cgi。但不能说php-fpm是fastcgi进程的管理器,因为前面说了fastcgi是个协议,似乎没有这么个进程存在,就算存在php-fpm也管理不了他(至少目前是)。 有的说,php-fpm是php内核的一个补丁

    以前是对的。因为最开始的时候php-fpm没有包含在PHP内核里面,要使用这个功能,需要找到与源码版本相同的php-fpm对内核打补丁,然后再编译。后来PHP内核集成了PHP-FPM之后就方便多了,使用--enalbe-fpm这个编译参数即可。

    有的说,修改了php.ini配置文件后,没办法平滑重启,所以就诞生了php-fpm

    是的,修改php.ini之后,php-cgi进程的确是没办法平滑重启的。php-fpm对此的处理机制是新的worker用新的配置,已经存在的worker处理完手上的活就可以歇着了,通过这种机制来平滑过度。

    还有的说PHP-CGI是PHP自带的FastCGI管理器,那这样的话干吗又弄个php-fpm出

    不对。php-cgi只是解释PHP脚本的程序而已。

    fastCGI

    FastCGI是一个可伸缩地、高速地在HTTP Server和动态脚本语言间通信的接口,它采用C/S结构,可以将HTTP服务和脚本解析服务器分开,当HTTP服务器遇到动态请求时,会将请求转发给FastCGI进程,FastCGI进程执行动态脚本后再将结果返回给HTTP服务器,HTTP服务器最后将结果输出给浏览器,这在很大程度上提高了请求的相应速度。

    实现 FastCGI 有几种方式:php-CGI、php-FPM、Spawn-FCGI

    nginx结合FastCGI工作原理如下图:

    php-CGI 是 PHP 自带的 fastCGI 管理器,有两个问题,

    • ① 变更php.ini时必须重启php-cgi才能生效
    • ② php-cgi进程崩溃或者被杀死后php就不能运行

    php-fpm 是从 php5.3.3 之后新加入的管理器,在更改 php 配置之后不需要重启,且由于加入守护进程,所以即使被杀死之后也能快速重启。

    Spawn-fcgi 是一个通用的 fastcgi 管理器,而不仅仅只针对 php 一种脚本语言。但它在效率、cup 占用方面都不如 php-fpm.

    php-fpm

    php-fpm是一个独立的进程,所以需要与nginx进行通信,有两种通信方式:

    ①tcp ②socket

    这两种配置方式都需要修改nginx配置文件(/etc/nginx/sites-available/default)和fpm配置文件(/etc/php/7.0/fpm/pool.d/www/conf)

    ① tcp

    #nginx配置文件:
    fastcgi_pass 127.0.0.1:9000;
    #php-fpm配置文件:
    listen = 127.0.0.1:9000
    #重启nginx
    service nginx restart
    

    ② socket

    #nginx配置文件:
    fastcgi_pass unix:/run/php/php7.0-fpm.sock;
    #php-fpm配置文件:
    listen = /run/php/php7.0-fpm.sock
    #重启php-fpm
    service php-fpm restart
    

    lnmp 组合调用逻辑关系图:

    lnmp FastCGI调用PHP MYSQL关系逻辑图:

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