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php內核知識解讀
在上篇文章給大家介紹了深入了解PHP內核(一)，相信大家通過(guò)本文多多少少都學(xué)到些知識吧，關(guān)于php內核知識繼續關(guān)注本篇文章。
SAPI是Server Application Programming Interface（服務(wù)器應用編程接口）的縮寫(xiě)。PHP通過(guò)SAPI提供了一組接口，供應用和PHP內核之間進(jìn)行數據交互。
簡(jiǎn)單的講，就像函數的輸入和輸出一樣，我們通過(guò)Linux命令行執行一段PHP代碼，本質(zhì)是Linux的Shell通過(guò)PHP的SAPI傳入一組參數，Zend引擎執行后，返回給shell，由shell顯示出來(lái)的過(guò)程。同樣的，通過(guò)Apache調用PHP，通過(guò)Web服務(wù)器給SAPI傳入數據，Zend引擎執行后，返回給Apache，由Apache顯示在頁(yè)面上。
圖1. PHP架構圖
PHP提供很多種形式的接口，包括apache、apache2filter、apache2handler、caudium、cgi 、cgi-fcgi、cli、cli-server、continuity、embed、isapi、litespeed、milter、nsapi、phttpd pi3web、roxen、thttpd、tux和webjames。但是常用的只有5種形式，CLI/CGI（命令行）、Multiprocess（多進(jìn)程）、Multithreaded（多線(xiàn)程）、FastCGI和Embedded（內嵌）。
PHP提供了一個(gè)函數查看當前SAPI接口類(lèi)型：
復制代碼 代碼如下:
string php_sapi_name ( void )
PHP的運行和加載
無(wú)論使用哪種SAPI，在PHP執行腳本前后，都包含一系列事件：Module的Init(MINT)和Shutdown(MSHUTDOWN)，Request 的Init(RINT)和Shutdown(RSHUTDOWN)。 第一階段是PHP模塊初始化階段（MINT），可以初始化擴展內部變量、分配資源和注冊資源處理器，在整個(gè)PHP實(shí)例生命周期內，該過(guò)程只執行一次。
什么是PHP模塊？通過(guò)上面的PHP架構圖，在PHP中可以使用get_loaded_extensions 函數來(lái)查看所有編譯并加載的模塊/擴展，相當于CLI模式下的php -m。
以PHP的Memcached擴展源代碼為例：
PHP_MINIT_FUNCTION(memcached) { zend_class_entry ce; memcpy(&memcached_object_handlers,zend_get_std_object_handlers(), sizeof(zend_object_handlers)); memcached_object_handlers.clone_obj = NULL; /* 執行了一些類(lèi)似的初始化操作 */ return SUCCESS; }
第二階段是請求初始化階段（RINT），在模塊初始化并激活后，會(huì )創(chuàng )建PHP運行環(huán)境，同時(shí)調用所有模塊注冊的RINT函數，調用每個(gè)擴展的請求初始化函數 ，設定特定的環(huán)境變量、分配資源或執行其他任務(wù)，如審核。
PHP_RINIT_FUNCTION(memcached) { /* 執行一些關(guān)于請求的初始化 */ return SUCCESS; }
第三階段，請求處理完成后，會(huì )調用PHP_RSHUTDOWN_FUNCTION進(jìn)行回收，這是每個(gè)擴展的請求關(guān)閉函數，執行最后的清理工作。Zend引擎執行清理過(guò)程、垃圾收集、對之前的請求期間用到的每個(gè)變量執行unset。請求完成可能是執行到腳本完成，也可能是調用die()或exit()函數完成
第四階段，當PHP生命周期結束時(shí)候，PHP_MSHUTDOWN_FUNCTION對模塊進(jìn)行回收處理，這是每個(gè)擴展的模塊關(guān)閉函數，用于關(guān)閉自己的內核子系統。
PHP_MSHUTDOWN_FUNCTION(memcached) { /* 執行關(guān)于模塊的銷(xiāo)毀工作 */ UNREGISTER_INI_ENTRIES(); return SUCCESS; }
常見(jiàn)的運行模式
常見(jiàn)的SAPI模式有五種：
CLI和CGI模式（單進(jìn)程模式）
多進(jìn)程模式
多線(xiàn)程模式
FastCGI模式
嵌入式
1. CLI/CGI模式
CLI和CGI都屬于單進(jìn)程模式，PHP的生命周期在一次請求中完成。也就是說(shuō)每次執行PHP腳本，都會(huì )執行第二部分講的四個(gè)INT和Shutdown事件。
圖2. CGI/CLI生命周期
2. 多進(jìn)程模式（Multiprocess）
多進(jìn)程模式可以將PHP內置到Web Server中，PHP可以編譯成Apache下的prefork MPM模式和APXS模塊，當Apache啟動(dòng)后，會(huì )fork很多子進(jìn)程，每個(gè)子進(jìn)程擁有自己獨立的進(jìn)程地址空間。
圖3. 多進(jìn)程模式生命周期
在一個(gè)子進(jìn)程中，PHP的生命周期是調用MINT啟動(dòng)后，執行多次請求（RINT/RSHUTDOWN)，在A(yíng)pache關(guān)閉或進(jìn)程結束后，才會(huì )調用MSHUTDOWN進(jìn)行回收階段。
圖4. 多進(jìn)程的生命周期
多進(jìn)程模型中，每個(gè)子進(jìn)程都是獨立運行，沒(méi)有代碼和數據共享，因此一個(gè)子進(jìn)程終止退出和重新生成，不會(huì )影響其他子進(jìn)程的穩定。
3. 多線(xiàn)程模式（Multithreaded)
Apache2的Worker MPM采用了多線(xiàn)程模型，在一個(gè)進(jìn)程下創(chuàng )建多個(gè)線(xiàn)程，在同一個(gè)進(jìn)程地址空間執行。
圖5. 多線(xiàn)程生命周期
4. FastCGI模式
在我們用的Nginx+PHP-FPM用的就是FastCGI模式，Fastcgi是一種特殊的CGI模式，是一種常駐進(jìn)程類(lèi)型的CGI，運行后可以Fork多個(gè)進(jìn)程，不用花費時(shí)間動(dòng)態(tài)的Fork子進(jìn)程，也不需要每次請求都調用MINT/MSHUTDOWN。PHP通過(guò)PHP-FPM來(lái)管理和調度FastCGI的進(jìn)程池。Nginx和PHP-FPM通過(guò)本地的TCP Socket和Unix Socket 進(jìn)行通信。
圖6. FastCGI模式生命周期
PHP-FPM進(jìn)程管理器自身初始化，啟動(dòng)多個(gè)CGI解釋器進(jìn)程等待來(lái)自Nginx的請求。當客戶(hù)端請求達到PHP-FPM，管理器選擇到一個(gè)CGI進(jìn)程進(jìn)行處理，Nginx將CGI環(huán)境變量和標準輸入發(fā)送到一個(gè)PHP-CIG子進(jìn)程。PHP-CGI子進(jìn)程處理完成后，將標準輸出和錯誤信息返回給Nginx，當PHP-CGI子進(jìn)程關(guān)閉連接時(shí)，請求處理完成。PHP-CGI子進(jìn)程等待著(zhù)下一個(gè)連接。
可以想象CGI的系統開(kāi)銷(xiāo)有多大。每一個(gè)Web 請求PHP都必須重新解析php.ini、載入全部擴展并始化全部數據結構。使用FastCGI，所有這些都只在進(jìn)程啟動(dòng)時(shí)發(fā)生一次。另外，對于數據庫和Memcache的持續連接可以工作。
5. 內嵌模式（Embedded）
Embed SAPI是一種特殊的SAPI，允許在C/C++語(yǔ)言中調用PHP提供的函數。這種SAPI和CLI模式一樣，按照Module Init => Request Init => Request => Request Shutdown => Module Shutdown的模式運行。
Embed SAPI可以調用PHP豐富的類(lèi)庫，也可以實(shí)現高級玩法，比如可以查看PHP的OPCODE（PHP執行的中間碼，Zend引擎的指令，由PHP代碼生成）。
詳細請見(jiàn)： /article/74641.htm
SAPI的運行機制
我們以CGI為例，看一下SAPI的運行機制。
static sapi_module_struct cgi_sapi_module = { "cgi-fcgi", /* 輸出給php_info()使用 */ "CGI/FastCGI", /* pretty name */ php_cgi_startup, /* startup 當SAPI初始化時(shí)，首先會(huì )調用該函數 */ php_module_shutdown_wrapper, /* shutdown 關(guān)閉函數包裝器，它用來(lái)釋放所有的SAPI的數據結構、內存等，調用php_module_shutdown */ sapi_cgi_activate, /* activate 此函數會(huì )在每個(gè)請求開(kāi)始時(shí)調用，它會(huì )做初始化，資源分配 */ sapi_cgi_deactivate, /* deactivate 此函數會(huì )在每個(gè)請求結束時(shí)調用，它用來(lái)確保所有的數據都得到釋放 */ sapi_cgi_ub_write, /* unbuffered write 不緩存的寫(xiě)操作(unbuffered write)，它是用來(lái)向SAPI外部輸出數據 */ sapi_cgi_flush, /* flush 刷新輸出，在CLI模式下通過(guò)使用C語(yǔ)言的庫函數fflush實(shí)現*/ NULL, /* get uid */ sapi_cgi_getenv, /* getenv 根據name查找環(huán)境變量 */ php_error, /* error handler 注冊錯誤處理函數 */ NULL, /* header handler PHP調用header()時(shí)候被調用 */ sapi_cgi_send_headers, /* send headers handler 發(fā)送頭部信息*/ NULL, /* send header handler 發(fā)送一個(gè)單獨的頭部信息 */ sapi_cgi_read_post, /* read POST data 當請求的方法是POST時(shí)，程序獲取POST數據，寫(xiě)入$_POST數組 */ sapi_cgi_read_cookies, /* read Cookies 獲取Cookie值 */ sapi_cgi_register_variables, /* register server variables 給$_SERVER添加環(huán)境變量 */ sapi_cgi_log_message, /* Log message 輸出錯誤信息 */ NULL, /* Get request time */ NULL, /* Child terminate */ STANDARD_SAPI_MODULE_PROPERTIES };
由上面代碼可見(jiàn)，PHP的SAPI像是面向對象中基類(lèi)，SAPI.h和SAPI.c包含的函數是抽象基類(lèi)的聲明和定義，各個(gè)服務(wù)器用的SAPI模式，則是繼承了這個(gè)基類(lèi)，并重新定義基類(lèi)方法的子類(lèi)。
總結
PHP的SAPI是Zend引擎提供的一組標準交互接口，通過(guò)注冊初始化、析構、輸入、輸出等接口，我們可以將應用程序運行在Zend引擎上，也可以把PHP嵌入到類(lèi)似Apache的Web Server中。PHP常見(jiàn)的SAPI模式有五種，CGI/CLI模式、多進(jìn)程模式、多線(xiàn)程模式、FastCGI模式和內嵌模式。
了解PHP的SAPI機制意義重大，幫助我們理解PHP的生命周期，并了解如何更好的通過(guò)C/C++為PHP編寫(xiě)擴展，并在生命周期中找到提高系統性能的方式。
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