PHP核心剖析之fpm（未完待續）

fpm(fastcgi process manager)是php fastcgi執行模式的乙個程序管理器，從它的定義可以看出，fpm的核心功能是程序管理，那麼它用來管理什麼程序呢？這個問題就需要從fastcgi說起了。

fastcgi是web伺服器(如：nginx、apache)和處理程式之間的一種通訊協議，它是與http類似的一種應用層通訊協議，注意：它只是一種協議！

php只是乙個指令碼解析器，你可以把它理解為乙個普通的函式，輸入是php指令碼。輸出是執行結果，假如我們想用php代替shell，在命令列中執行乙個檔案，那麼就可以寫乙個程式來嵌入php解析器，這就是cli模式，這種模式下php就是普通的乙個命令工具。接著我們又想：能不能讓php處理http請求呢？這時就涉及到了網路處理，php需要接收請求、解析協議，然後處理完成返回請求。在網路應用場景下，php並沒有像golang那樣實現http網路庫，而是實現了fastcgi協議，然後與web伺服器配合實現了http的處理，web伺服器來處理http請求，然後將解析的結果再通過fastcgi協議**給處理程式，處理程式處理完成後將結果返回給web伺服器，web伺服器再返回給使用者

php實現了fastcgi協議的解析，但是並沒有具體實現網路處理,常用的網路模型有以下兩種

多程序模型：多程序模型通常是主程序只負責管理子程序，而基本的網路事件由各個子程序處理，nginx、fpm就是這種模式

多執行緒模型：多執行緒模型與多程序類似，只是它是執行緒粒度，通常會由主線程監聽、接收請求，然後交由子執行緒處理，memcached就是這種模式，有的也是採用多程序那種模式：主線程只負責管理子執行緒不處理網路事件，各個子執行緒監聽、接收、處理請求，memcached使用udp協議時採用的是這種模式。

master程序的作用是什麼？

fpm是一種多程序的模型，由乙個master程序和若干worker程序組成（具體數量需要看php-fpm.conf的配置）master啟動的時候回建立乙個socket，但是不會接受，處理請求，而是fork出worker子程序去接受和處理請求

所以master程序的主要作用就是管理worker程序，負責fork或者kill掉子程序，當請求多worker處理不過來了這是master會fork新的worker程序處理，如果空閒的程序多的時候,就會kill掉一些worker程序，避免占用浪費系統資源（像乙個工頭，他不幹活，監督大家搬磚，活多了找幾個人來幹活，活兒少了，空閒的工人多了就開除幾個）

worker程序的作用是什麼？

worker程序的主要工作是處理請求,每個worker程序都會**競爭地**accept請求，接受成功後會解析fastcgi，然後執行指令碼，完成後關閉請求，繼續等待新的連線，這是worker程序的宣告週期。

概括來說，fpm的實現就是建立乙個master程序，在master程序中建立並監聽socket，然後fork出多個子程序，這些子程序各自accept請求，子程序的處理非常簡單，它在啟動後阻塞在accept上，有請求到達後開始讀取請求資料，讀取完成後開始處理然後再返回，在這期間是不會接收其它請求的，也就是說fpm的子程序同時只能響應乙個請求，只有把這個請求處理完成後才會accept下乙個請求，這一點與nginx的事件驅動有很大的區別，nginx的子程序通過epoll管理套接字，如果乙個請求資料還未傳送完成則會處理下乙個請求，即乙個程序會同時連線多個請求，它是非阻塞的模型，只處理活躍的套接字。

程序之間的通訊有哪些呢？ 1 管道，2命名管道，3佇列，4訊號量 5共享記憶體

fpm的master程序與worker程序之間不會直接進行通訊，master通過共享記憶體獲取worker程序的資訊，比如worker程序當前狀態、已處理請求數等，當master程序要殺掉乙個worker程序時則通過傳送訊號的方式通知worker程序。

fpm可以同時監聽多個埠，每個埠對應乙個worker pool，而每個pool下對應多個worker程序，類似nginx中server概念，這些歸屬不同的pool的worker程序任由乙個master管理。（是不是說fpm只能有乙個master）

等不及了，上原始碼吧

worker pool的結構為 fpm_worker_pool_s,pool之間構成乙個鍊錶

//**檔案 php/sapi/fpm/fpm/fpm_worker_pool.h
struct fpm_worker_pool_s ;

這個是當php-fpm.conf解析後，會解析到fpm_worker_pool_config_s。

接下來看下php-fpm的啟動過程

//sapi/fpm/fpm/fpm_main.c
int main(int argc, char *argv)
...//初始化
if(0 > fpm_init(...))
...fpm_is_running = 1;
fcgi_fd = fpm_run(&max_requests);//後面都是worker程序的操作，master程序不會走到下面
parent = 0;
.../* library is already initialized, now init our request */
request = fpm_init_request(fcgi_fd);
zend_first_try 
/* end of fastcgi loop */
}fcgi_destroy_request(request);
fcgi_shutdown();}}

裡面涉及到了兩個主要的過程 php_init 和 php_run

php_init 這裡幹了什麼主要是進行了一些初始化操作

//sapi/fpm/fpm/fpm.c
int fpm_init(int argc, char **argv, char *config, char *prefix, char *pid, int test_conf, int run_as_root, int force_daemon, int force_stderr) /* 
fpm_globals.prefix = prefix;
fpm_globals.pid = pid;
fpm_globals.run_as_root = run_as_root;
fpm_globals.force_stderr = force_stderr;
if(0 > fpm_php_init_main() ||
0 > fpm_stdio_init_main() ||
0 > fpm_conf_init_main(test_conf, force_daemon) //解析php-fpm配置檔案 ||
0 > fpm_unix_init_main() 啟動程序建立乙個管道pipe 用於和子程序（master程序）通訊，子程序完成初始化後，會通過這個管道給啟動程序發訊息， ||
0 > fpm_scoreboard_init_main() 分配用於記錄worker程序執行資訊的結構，次結構分配在共享記憶體上，
||0 > fpm_pctl_init_main() ||
0 > fpm_env_init_main() ||
0 > fpm_signals_init_main() //建立管道，註冊訊號量sigterm、sigint、sigusr1、sigusr2、sigchld、sigquit這些訊號時將呼叫sig_handler()處理||
0 > fpm_children_init_main() ||
0 > fpm_sockets_init_main() //建立每個worker
pool的socket套接字,啟動後講監聽次socket接受請求||
0 > fpm_worker_pool_init_main() //master的事件管理，用於管理io，定時事件||
0 > fpm_event_init_main()) else}if
(0 > fpm_conf_write_pid()) 
fpm_stdio_init_final();
zlog(zlog_notice, "fpm is running, pid %d", (int) fpm_globals.parent_pid);
return 0;
}

(1)fpm_conf_init_main():

解析php-fpm.conf配置檔案，分配worker pool記憶體結構並儲存到全域性變數中：fpm_worker_pool_config_s *config，各worker pool配置解析到fpm_worker_pool_s->config中。看下fpm_worker_pool_config_s結構體裡面的屬性是不是很熟悉和

php-fpm.conf一樣

ps關於fpm_worker_pool_config_s裡面只是程序池的屬性，全域性的屬性在fpm_global_config_s 結構體中

//sapi/fpm/fpm/fpm_conf.c
/* * please keep the same order as in fpm_conf.c and in php-fpm.conf.in
*/struct fpm_worker_pool_config_s ;

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