phpfpm连接池,php连接池

本文目录一览：

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  1、了解PHP-FPM
  


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  2、php-fpm的工作机制
  


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  3、服务器程序源代码分析之二：php-fpm
  


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  4、PHP进程管理三种模式
  


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  5、长链接、短链接与连接池
  

了解PHP-FPM

在服务器上，当我们查看php进程时，全都是php-fpm进程，大家都知道这个就是php的运行环境，那么，它到底是个什么东西呢？

PHP-FPM，就是PHP的FastCGI管理器，用于替换PHP FastCGI的大部分附加功能，在PHP5.3.3后已经成为了PHP的标配。

有小伙伴要问了，FastCGI又是什么鬼？CGI程序又叫做“通用网关接口”，就是让Web服务器和你的应用程序进行交互的一个接口。就像nginx中需要配置的fastcgi_pass，一般我们会使用127.0.0.1:9000或者unix:/tmp/php-cgi.sock来配置这个参数。它的意思就是告诉nginx，过来的请求使用tcp:9000端口的监听程序来处理或者使用unix/socket来处理。它们都是指向的PHP运行程序。

再说得通俗一点，我们运行php脚本用的是

php-fpm就相当于是这个php命令。nginx通过fastcgi_pass来运行php $nginx_root(nginx配置文件中网站根目录root配置)下的index.php。所以，如果你用的是python或者其他什么语言，都可以用它们的cgi程序来让nginx调用。

FastCGI和CGI又有什么不同呢？FastCGI是启动一个socket接口，服务器应用不需要自己去运行php，只需要向这个socket接口提交请求就可以了。

php-fpm在编译php时需要添加--enable-fpm。一些通用的集成安装包如lnmp、phpStudy等都会默认编译并使用php-fpm，毕竟是标配。

上文中说过nginx可以使用127.0.0.1:9000和unix:/tmp/php-cgi.sock这两种方式来调用php-fpm。它们有什么区别呢？

前者，一般带9000端口号的，是tcp形式的调用。也就是php-fpm启动了一个监听进程对9000端口进行监听。它会调起一个tcp/ip服务，nginx在调用的时候会走一次tcp请求流程，也就是3次握手4次挥手，会走到网络七层中的第四层传输层。相对来说这种方式性能会稍差一点，启动php-fpm后使用nestat查看端口中会出现9000端口的占用。

后者，使用的是unix套接字socket服务，通过sock文件来交换信息，性能相对好一些，因为它没有tcp连接过程，也不会有9000端口的占用。

对于高负载大访问量的网站还是推荐使用unix方式，对于普通小网站来说，无所谓使用哪个都可以，tcp方式反而更容易配置和理解，也是php-fpm.conf中默认的监听方式。

php-fpm.conf配置中的listen属性用来配置监听，这里的配置要和nginx中的一致，使用tcp的就监听127.0.0.1:9000，使用unix的就设置成/tmp/php-cgi-56.sock。

以下内容摘自官方文档：

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php-fpm的工作机制

概括来说，fpm 的实现就是创建一个 master 进程，在 master 进程中创建并监听 socket，然后 fork 出多个子进程，这些子进程各自 accept 请求，子进程的处理非常简单，它在启动后阻塞在 accept 上，有请求到达后开始读取请求数据，读取完成后开始处理然后再返回，在这期间是不会接收其它请求的，也就是说 fpm 的子进程同时只能响应一个请求，只有把这个请求处理完成后才会 accept 下一个请求，这一点与 nginx 的事件驱动有很大的区别，nginx 的子进程通过 epoll 管理套接字，如果一个请求数据还未发送完成则会处理下一个请求，即一个进程会同时连接多个请求，它是非阻塞的模型，只处理活跃的套接字。

fpm 的 master 进程与 worker 进程之间不会直接进行通信，master 通过共享内存获取 worker 进程的信息，比如 worker 进程当前状态、已处理请求数等，当 master 进程要杀掉一个 worker 进程时则通过发送信号的方式通知 worker 进程。

fpm 可以同时监听多个端口，每个端口对应一个 worker pool，而每个 pool 下对应多个 worker 进程，类似 nginx 中 server 概念。

在 php-fpm.conf 中通过[pool name]声明一个 worker pool：

启动 fpm 后查看进程：

具体实现上 worker pool 通过fpm_worker_pool_s这个结构表示，多个 worker pool 组成一个单链表

接下来看下 fpm 的启动流程，从main()函数开始：

fpm_init()主要有以下几个关键操作：

(1) fpm_conf_init_main():

解析 php-fpm.conf 配置文件，分配 worker pool 内存结构并保存到全局变量中：fpm_worker_all_pools，各 worker pool 配置解析到fpm_worker_pool_s-config中。

(2)fpm_scoreboard_init_main():

分配用于记录 worker 进程运行信息的共享内存，按照 worker pool 的最大 worker 进程数分配，每个 worker pool 分配一个fpm_scoreboard_s结构，pool 下对应的每个 worker 进程分配一个fpm_scoreboard_proc_s结构。

(3)fpm_signals_init_main():

这里会通过socketpair()创建一个管道，这个管道并不是用于 master 与 worker 进程通信的，它只在 master 进程中使用，具体用途在稍后介绍 event 事件处理时再作说明。另外设置 master 的信号处理 handler，当 master 收到 SIGTERM、SIGINT、SIGUSR1、SIGUSR2、SIGCHLD、SIGQUIT 这些信号时将调用sig_handler()处理：

(4)fpm_sockets_init_main()

创建每个 worker pool 的 socket 套接字。

(5)fpm_event_init_main():

启动 master 的事件管理，fpm 实现了一个事件管理器用于管理 IO、定时事件，其中 IO 事件通过 kqueue、epoll、poll、select 等管理，定时事件就是定时器，一定时间后触发某个事件。

在fpm_init()初始化完成后接下来就是最关键的fpm_run()操作了，此环节将 fork 子进程，启动进程管理器，另外 master 进程将不会再返回，只有各 worker 进程会返回，也就是说fpm_run()之后的操作均是 worker 进程的。

在 fork 后 worker 进程返回了监听的套接字继续 main() 后面的处理，而 master 将永远阻塞在fpm_event_loop()，接下来分别介绍 master、worker 进程的后续操作。

fpm_run()执行后将 fork 出 worker 进程，worker 进程返回main()中继续向下执行，后面的流程就是 worker 进程不断 accept 请求，然后执行 PHP 脚本并返回。整体流程如下：

worker 进程一次请求的处理被划分为 5 个阶段：

worker 处理到各个阶段时将会把当前阶段更新到fpm_scoreboard_proc_s-request_stage，master 进程正是通过这个标识判断 worker 进程是否空闲的。

接下来我们来看下 master 是如何管理 worker 进程的，首先介绍下三种不同的进程管理方式：

前面介绍到在fpm_run()中 master 进程将进入fpm_event_loop()：

这就是 master 整体的处理，其进程管理主要依赖注册的几个事件，接下来我们详细分析下这几个事件的功能。

(1)sp[1]管道可读事件：

在 fpm_init() 阶段 master 曾创建了一个全双工的管道：sp，然后在这里创建了一个 sp[0] 可读的事件，当 sp[0] 可读时将交由 fpm_got_signal() 处理，向 sp[1] 写数据时 sp[0] 才会可读，那么什么时机会向 sp[1] 写数据呢？前面已经提到了：当 master 收到注册的那几种信号时会写入 sp[1] 端，这个时候将触发 sp[0] 可读事件。

这个事件是 master 用于处理信号的，我们根据 master 注册的信号逐个看下不同用途：

具体处理逻辑在 fpm_got_signal() 函数中，这里不再罗列。

(2)fpm_pctl_perform_idle_server_maintenance_heartbeat():

这是进程管理实现的主要事件，master 启动了一个定时器，每隔 1s 触发一次，主要用于 dynamic、ondemand 模式下的 worker 管理，master 会定时检查各 worker pool 的 worker 进程数，通过此定时器实现 worker 数量的控制，处理逻辑如下：

(3)fpm_pctl_heartbeat():

这个事件是用于限制 worker 处理单个请求最大耗时的，php-fpm.conf 中有一个request_terminate_timeout的配置项，如果 worker 处理一个请求的总时长超过了这个值那么 master 将会向此 worker 进程发送kill -TERM信号杀掉 worker 进程，此配置单位为秒，默认值为 0 表示关闭此机制，另外 fpm 打印的 slow log 也是在这里完成的。

除了上面这几个事件外还有一个没有提到，那就是 ondemand 模式下 master 监听的新请求到达的事件，因为 ondemand 模式下 fpm 启动时是不会预创建 worker 的，有请求时才会生成子进程，所以请求到达时需要通知 master 进程，这个事件是在fpm_children_create_initial()时注册的，事件处理函数为fpm_pctl_on_socket_accept()，具体逻辑这里不再展开，比较容易理解。

原文出处：

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

PHP进程管理三种模式

ondemand：按请示创建进程数；

dynamic:初始化启动number进程数；

static：固定启动进程数；

php-fpm进程管理一共有三种模式： ondemand、static、dynamic ，我们可以在同一个fpm的master配置三种模式，看下图1。php-fpm的工作模式和nginx类似，都是一个master，多个worker模型。每个worker都在accept本pool内的监听套接字（linux已不存在惊群现象）。

ondemand

在php-fpm启动的时候，不会给这个pool启动任何一个worker，是按需启动，当有连接过来才会启动。

配置文件（我的配置文件地址为：/usr/local/php/etc/php-fpm.conf）

当前pool的名字为test

原理

 ondemand原理图

1. 从上图可以看出，新建worker的触发条件是连接的到来，而不是实际的请求（例如，只进行连接比如telnet，不发请求数据也会新建worker）

2. worker的数量受限于pm.max_children配置，同时受限全局配置process.max（准确的说，三种模式都受限于全局配置）

3.1秒定时器作用

找到空闲worker，如果空闲时间超过pm.process_idle_timeout大小，关闭。这个机制可能会关闭所有的worker。

配置项要求

1. pm.max_children 0

2. pm.process_idle_timeout 0，如果不设置，默认10s

优缺点

优点：按流量需求创建，不浪费系统资源（在硬件如此便宜的时代，这个优点略显鸡肋）

缺点：由于php-fpm是短连接的，所以每次请求都会先建立连接，建立连接的过程必然会触发上图的执行步骤，所以，在大流量的系统上master进程会变得繁忙，占用系统cpu资源，不适合大流量环境的部署

dynamic

在php-fpm启动时，会初始启动一些worker，在运行过程中动态调整worker数量，worker的数量受限于pm.max_children配置，同时受限全局配置process.max

当前pool的名字为test

原理

dynamic原理图

1. 1秒定时器作用

检查空闲worker数量，按照一定策略动态调整worker数量，增加或减少。增加时，worker最大数量=max_children· =全局process.max；减少时，只有idle pm.max_spare_servers时才会关闭一个空闲worker。

idle pm.max_spare_servers，关闭启动时间最长的一个worker，结束本次处理

idle = pm.max_children，打印WARNING日志，结束本次处理

idle pm.max_children，计算一个num值，然后启动num个worker，结束本次处理

配置项要求

1. pm.min_spare_servers/pm.max_spare_servers有效范围(0,pm.max_children]

2. pm.max_children 0

3. pm.min_spare_servers=pm.max_spare_servers

4. pm.start_servers有效范围[pm.min_spare_servers,pm.max_spare_servers]如果没有配置，默认pm.min_spare_servers + (pm.max_spare_servers - pm.min_spare_servers) / 2

优缺点

优点：动态扩容，不浪费系统资源，master进程设置的1秒定时器对系统的影响忽略不计；

缺点：如果所有worker都在工作，新的请求到来只能等待master在1秒定时器内再新建一个worker，这时可能最长等待1s；

static

php-fpm启动采用固定大小数量的worker， 在运行期间也不会扩容，虽然也有1秒的定时器，仅限于统计一些状态信息，例如空闲worker个数，活动worker个数，网络连接队列长度等信息。

当前pool的名字为test

原理

配置项要求

1、pm.max_children 0 必须配置，且只有这一个参数生效

优缺点

如果配置成static，只需要考虑max_children的数量，数量取决于cpu的个数和应用的响应时间，我司配置的是50。

我司不考虑动态的增加减少那么十几个或者几十个worker，我们的内存没有紧张到这个程度，所以，我们一步到位，把worker数配置到支持最大流量，（哈哈，50也是随便定的，足矣足矣呢）

最后我们再介绍下worker的工作流程

fastcgi与php-fpm的关系一句话解读：fastcgi只是通信应用协议，php-fpm就是实现了fastcig协议，并嵌入了一个 PHP 解释器。

长链接、短链接与连接池

在了解连接池之前，我们需要对长、短链接建立初步认识。我们都知道，网络通信大部分都是基于 TCP/IP 协议，数据传输之前，双方通过“ 三次握手 ”建立连接，当数据传输完成之后，又通过“ 四次挥手 ”释放连接，以下是“三次握手”与“四次挥手”示意图：

三次握手建立连接示意图：

四次挥手释放连接示意图：

长、短连接是相对通信时间而言的。长连接相对短连接而言，多了一个 保持连接 的过程，可以在一个连接上可以连续发送多个数据包，在连接保持期间，如果没有数据包发送，需要双方发链路检测包。

短连接的操作步骤是：

建立连接——数据传输——关闭连接…建立连接——数据传输——关闭连接

client向server发起连接请求，server接到请求，然后双方建立连接。client向server发送消息，server回应client，然后一次请求就完成了。这时候双方任意都可以发起close操作，不过一般都是client先发起close操作。上述可知，短连接一般只会在 client/server间传递一次请求操作。

短连接的优点是：管理起来比较简单，存在的连接都是有用的连接，不需要额外的控制手段。

长连接的操作步骤是：

建立连接——数据传输…（保持连接）…数据传输——关闭连接

client向server发起连接，server接受client连接，双方建立连接，client与server完成一次请求后，它们之间的连接并不会主动关闭，后续的读写操作会继续使用这个连接。

TCP长连接保持的两种办法：

自定义心跳消息头.，一般客户端主动发送到服务端，服务器接收后进行回应(也可以不回应)，以便能够侦测连接是否异常断开。

通过设置TCP keepalive的属性，并设置发送底层心跳包的时间间隔。TCP keepalive是在底层定时发送心跳报文，服务器端接收到底层的心跳报文直接丢弃，不关心其内容。

HTTP协议是无状态的，在HTTP/1.0中默认使用短连接，客户端和服务器每进行一次HTTP操作，浏览器就会重新建立一个HTTP会话。

而从HTTP/1.1起，默认使用长连接，用以保持连接特性，使用长连接的HTTP协议，会在响应头加入这行代码：

在使用长连接的情况下，当一个网页打开完成后，客户端和服务器之间用于传输HTTP数据的TCP连接不会关闭，客户端再次访问这个服务器时，会继续使用这一条已经建立的连接。Keep-Alive不会永久保持连接，它有一个保持时间，可以在不同的服务器软件中设定这个时间。实现长连接需要客户端和服务端都支持长连接。

HTTP协议的长连接和短连接，实质上是TCP协议的长连接和短连接。

基于TCP/IP协议，我们可以知道，频繁的连接创建和销毁都需要消耗资源，而连接池是将已经创建好的连接保存在池中，当有请求来时，直接使用已经创建好的连接进行访问，这样省略了创建连接和销毁连接的过程。这样性能上得到了提高。

以数据库连接池为例，基本原理如下：

连接池技术带来的好处：

由于连接得到重用，避免了频繁创建、释放连接引起的大量性能开销。在减少系统消耗的基础上，另一方面也增进了系统运行环境的平稳性（减少内存碎片以及临时进程/线程的数量）。

连接池在初始化过程中，往往已经创建了若干连接置于池中备用。此时连接的初始化工作均已完成。对于业务请求处理而言，直接利用现有可用连接，避免了连接初始化和释放过程的时间开销，从而缩减了系统整体响应时间。

在较为完备的连接池实现中，可根据预先的连接占用超时设定，强制收回被占用连接。从而避免了常规连接操作中可能出现的资源泄漏。

以PHP开发为例，基于PHP-FPM机制实现的Web服务，并不容易实现连接池，而常驻内存的开发框架，例如workerman、swoole 则可以简单实现连接池功能。PHP-FPM机制下的连接池需要借助第三方Proxy实现，例如：