FastCGI介绍

什么是CGI

CGI的全称为“通用网关接口”（Common Gateway Interface），为HTTP服务器与其他机器上的程序服务通信交流的一种工具，CGI程序须运行在网络服务器上。传统CGI接口方式的主要缺点是性能较差，因为每次HTTP服务器遇到动态程序时都需要重新启动解析器来执行解析，后结果才会被返回给HTTP服务器。这在处理高并发访问时几乎是不可用的，因此就诞生了FastCGI。另外，传统的CGI接口方式安全性也很差，故而现在已经很少被使用了。

什么是FastCGI

FastCGI是一个可伸缩的，高速地在HTTP服务器和动态脚本语言间通信的接口（在Linux下，FastCGI接口即为socket，这个socket可以是文件socket，也可以是IP socket），主要优点是把动态语言和HTTP服务器分离出来。多数流行的HTTP服务器都支持FastCGI，包括Apache，Nginx和Lighttpd等。同时，FastCGI也被许多脚本语言所支持，例如当前比较流程的脚本语言PHP。FastCGI接口采用的是C/S架构，它可以将HTTP服务器和脚本解析服务器分开，同时还能在脚本解析服务器上启动一个或多个脚本来解析守护进程。当HTTP服务器遇到动态程序时，可以将其直接交付给FastCGI进程来执行，然后将得到的结果返回给浏览器。这种方式可以让HTTP服务器专一地处理静态请求，或者将动态脚本服务器的结果返回给客户端，这在很大程度上提高了整个应用系统的性能。

FastCGI特点

• HTTP服务器和动态脚本语言间通信的接口或工具。
• 可把动态语言解析和HTTP服务器分离开。
• Nginx，Apache，Lighttpd，以及多数动态语言都支持FastCGI。FastCGI接口方式采用C/S结构，分为客户端（HTTP服务器）和服务器端（动态语言解析服务器）
• PHP动态语言服务器端可以启动多个FastCGI的守护进程（例如php-fpm（fcgi process mangement））
• HTTP服务器通过（例如Nginx fastcgi_pass）FastCGI客户端和动态语言FastCGI服务器端通 信（例如php-fpm）

Nginx FastCGI的运行原理

Nginx不支持对外部动态程序的直接调用或者解析，所有的外部程序（包括PHP）必须通过FastCGI接口来调用。FastCGI接口在Linux下是socket，为了调用CGI程序，还需要一个FastCGI的wrapper（可以理解为用于启动另一个程序的程序），这个wrappper绑定在某个固定的socket上，如端口或文件socket。当Nginx将CGI请求发送给这个socket的时候，通过FastCGI接口，wrapper接收到请求，然后派生出一个新的线程，这个线程调用解释器或外部程序处理脚本来读取返回的数据；接着，wrapper再将返回的数据通过FastCGI接口，沿着固定的socket传递给Nginx；最后，Nginx将返回的数据发送给客户端，这就是Nginx+FastCGI的整个运作过程。

graph LR
    %% 颜色定义
    classDef client fill:#f5f5f5,stroke:#333;
    classDef nginx fill:#ff9999,stroke:#b30000;
    classDef fastcgi fill:#fff,stroke:#666;
    classDef phpserver fill:#e6f3ff,stroke:#3366cc;
    classDef fpm fill:#cc99ff,stroke:#6600cc;
    classDef php fill:#99ccff,stroke:#0047b3;
    classDef mysql fill:#dddddd,stroke:#666;
    classDef config fill:#fff,stroke:#999,dashed;

    %% 客户端部分
    A[Client] -->|HTTP| B[Nginx]
    class A client;
    class B nginx;

    %% FastCGI连接
    B -->|"fastcgi_pass"| C[fastCGI]
    class C fastcgi;

    %% PHP服务器模块（独立虚线框）
    subgraph "PHP Server"
        C -->|"fastcgi_script_name"| D[php_fpm]
        C -->|"fastcgi_script_name"| E[php_fpm]
        D --> F[PHP Interpreter]
        E --> F
        G[php_fpm.conf] -.-> D
        H[php.ini] -.-> E
    end
    class D,E fpm;
    class F php;
    class G,H config;
    class phpserver phpserver;

    %% 数据库部分（框外右侧）
    F --> I[(MySQL)]
    class I mysql;

PHP.ini 配置文件解析

PHP.ini 是 PHP 的主要配置文件，用于控制 PHP 的各种行为和功能。以下是 PHP.ini 文件的主要配置项解析：

核心配置

语言选项

engine = On                 ; 启用 PHP 解析引擎
short_open_tag = Off        ; 是否允许使用 <? 短标签
asp_tags = Off              ; 是否允许 ASP 风格的 <% %> 标签
precision = 14              ; 浮点数显示精度

资源限制

memory_limit = 128M         ; 脚本可使用的最大内存量
max_execution_time = 30     ; 脚本最大执行时间(秒)
max_input_time = 60         ; 脚本解析输入数据的最大时间
post_max_size = 8M          ; POST 数据最大尺寸
upload_max_filesize = 2M    ; 上传文件最大尺寸

错误处理

display_errors = Off        ; 生产环境应关闭错误显示
log_errors = On             ; 记录错误到日志
error_log = /path/to/log    ; 错误日志路径
error_reporting = E_ALL     ; 报告所有错误

模块配置

数据库扩展

extension=mysqli.so         ; MySQLi 扩展
extension=pdo_mysql.so      ; PDO MySQL 驱动

其他常用扩展

extension=gd.so             ; GD 图像处理
extension=mbstring.so       ; 多字节字符串支持
extension=openssl.so        ; OpenSSL 支持

性能优化

OPcache 配置

[opcache]
opcache.enable=1
opcache.memory_consumption=128
opcache.max_accelerated_files=4000
opcache.revalidate_freq=60

其他性能设置

realpath_cache_size = 4096K ; 真实路径缓存大小
realpath_cache_ttl = 120    ; 缓存生存时间(秒)

安全配置

disable_functions = exec,system,passthru,shell_exec
allow_url_fopen = Off       ; 禁用远程文件访问
expose_php = Off            ; 隐藏 PHP 版本信息
session.cookie_httponly = 1 ; 仅 HTTP 访问 cookie
session.cookie_secure = 1   ; 仅 HTTPS 传输 cookie

路径配置

include_path = ".:/php/includes" ; 包含文件搜索路径
upload_tmp_dir = /tmp           ; 上传临时目录
session.save_path = "/tmp"      ; Session 保存路径

生产环境完整配置

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;; 核心安全配置 ;;
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expose_php = Off
disable_functions = exec,passthru,shell_exec,system,proc_open,popen,curl_exec,curl_multi_exec,parse_ini_file,show_source
disable_classes = 
allow_url_fopen = Off
allow_url_include = Off
enable_dl = Off

;;;;;;;;;;;;;;;;;;
;; 资源限制配置 ;;
;;;;;;;;;;;;;;;;;;
max_execution_time = 30
max_input_time = 60
memory_limit = 256M
post_max_size = 32M
upload_max_filesize = 32M
max_file_uploads = 20

;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
;; 错误处理配置 ;;
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
display_errors = Off
display_startup_errors = Off
log_errors = On
error_log = /var/log/php_errors.log
error_reporting = E_ALL & ~E_DEPRECATED & ~E_STRICT
log_errors_max_len = 1024
ignore_repeated_errors = On
ignore_repeated_source = Off
report_memleaks = On
track_errors = Off

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;; Session 配置 ;;
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session.save_handler = files
session.save_path = "/var/lib/php/sessions"
session.use_strict_mode = 1
session.use_cookies = 1
session.use_only_cookies = 1
session.cookie_httponly = 1
session.cookie_secure = 1
session.cookie_samesite = "Strict"
session.gc_maxlifetime = 1440
session.sid_length = 128
session.sid_bits_per_character = 5
session.hash_function = "sha256"

;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
;; OPcache 配置 ;;
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
[opcache]
opcache.enable=1
opcache.memory_consumption=128
opcache.interned_strings_buffer=8
opcache.max_accelerated_files=10000
opcache.revalidate_freq=60
opcache.fast_shutdown=1
opcache.enable_cli=0
opcache.validate_timestamps=0  ; 生产环境关闭
opcache.save_comments=0
opcache.consistency_checks=0

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;; FPM 相关配置 ;;
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
[PHP]
pm = dynamic
pm.max_children = 50
pm.start_servers = 5
pm.min_spare_servers = 5
pm.max_spare_servers = 10
pm.max_requests = 500
request_terminate_timeout = 30s

;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
;; 数据库连接配置 ;;
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mysqli.default_port = 3306
mysqli.allow_local_infile = Off
mysqli.allow_persistent = Off
pdo_mysql.default_socket=

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;; 性能优化配置 ;;
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realpath_cache_size=4096K
realpath_cache_ttl=600
zend.exception_ignore_args = On
zend.exception_string_param_max_len = 0

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;; 文件上传配置 ;;
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
file_uploads = On
upload_tmp_dir = /tmp/php_uploads

;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
;; 时区配置 ;;
;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
date.timezone = "Asia/Shanghai"

PHP-FPM配置

www.conf 核心配置解析

[www]
; ----------------------------
; 进程身份配置
; ----------------------------
user = www-data       ; 进程运行用户（需与Nginx用户一致）
group = www-data      ; 进程运行组
listen.owner = www-data ; Socket文件所有者
listen.group = www-data ; Socket文件所属组
listen.mode = 0660    ; Socket文件权限（需Nginx可读写）

; ----------------------------
; 进程池管理策略
; ----------------------------
pm = dynamic          ; 动态进程管理（生产环境推荐）
pm.max_children = 50  ; 最大子进程数（根据内存计算：总内存/单个进程内存）
pm.start_servers = 10 ; 启动时创建的进程数（建议 = pm.min_spare_servers）
pm.min_spare_servers = 10 ; 最小空闲进程数
pm.max_spare_servers = 20 ; 最大空闲进程数
pm.max_requests = 500 ; 单个进程处理请求数后重启（防内存泄漏）

; ----------------------------
; 性能与资源控制
; ----------------------------
request_terminate_timeout = 30s ; 单请求超时时间（需≤Nginx的fastcgi_read_timeout）
request_slowlog_timeout = 5s    ; 慢请求日志阈值
slowlog = /var/log/php-fpm/slow.log ; 慢日志路径
rlimit_files = 65535    ; 文件描述符限制
rlimit_core = 0         ; 禁止生成core dump

; ----------------------------
; 连接与Socket配置
; ----------------------------
listen = /run/php/php8.2-fpm.sock ; Unix Socket路径（比TCP更快）
; listen = 127.0.0.1:9000       ; 备用TCP端口配置
listen.backlog = 511    ; 等待连接队列长度（建议2^n-1）
listen.allowed_clients = 127.0.0.1 ; 仅允许本地连接

; ----------------------------
; 日志与调试
; ----------------------------
access.log = /var/log/php-fpm/access.log ; 请求访问日志
catch_workers_output = yes ; 捕获进程输出到错误日志
php_admin_value[error_log] = /var/log/php-fpm/error.log ; 错误日志路径
php_admin_flag[log_errors] = on ; 强制开启错误日志

; ----------------------------
; 安全加固配置
; ----------------------------
security.limit_extensions = .php ; 仅允许解析.php后缀
php_flag[display_errors] = off  ; 覆盖php.ini的错误显示设置
php_admin_value[doc_root] = /var/www/html ; 限制文件根目录

关键配置说明

1. 进程管理策略

   • dynamic 模式根据流量自动调整进程数，计算公式：

     单个进程内存 ≈ PHP脚本平均内存 × 1.2  
     最大进程数(pm.max_children) ≈ (总内存 - 系统预留) / 单个进程内存

   • 示例：若PHP脚本平均消耗30MB，4GB内存服务器建议设置为：

     pm.max_children = (4096MB - 512MB) / (30MB × 1.2) ≈ 100

2. Socket vs TCP

   • Unix Socket（默认）比TCP少协议开销，性能提升约15%
   • 若需跨服务器通信，改用：

     listen = 9000
     listen.allowed_clients = 192.168.1.100 ; Nginx服务器IP

3. 安全最佳实践

   • 通过 security.limit_extensions 防止恶意上传文件解析
   • 使用 php_admin_value 强制覆盖危险配置（如 disable_functions）

4. 与Nginx的协同配置

   location ~ \.php$ {
       fastcgi_pass unix:/run/php/php8.2-fpm.sock; # 必须与www.conf的listen一致
       fastcgi_param SCRIPT_FILENAME $document_root$fastcgi_script_name;
       include fastcgi_params;
       fastcgi_read_timeout 35s; # 需 > request_terminate_timeout
   }

生产环境建议

1. 监控指标

   # 查看活跃进程数
   ps aux | grep php-fpm | grep -v grep | wc -l
   
   # 检查慢日志
   tail -f /var/log/php-fpm/slow.log

2. 调优方向

   • 高并发场景：增加 pm.max_children 和 listen.backlog
   • 内存优化：降低 pm.max_requests 值（如300）预防内存泄漏
   • 安全审计：定期检查 access.log 异常请求

3. 故障排查命令

   # 验证配置
   php-fpm -t
   
   # 平滑重启
   sudo systemctl reload php-fpm

请根据实际服务器硬件（CPU/内存）和业务流量调整数值，配置后需重启php-fpm生效。