如何理解PHP內(nèi)核中的SAPI

本篇內(nèi)容介紹了“如何理解PHP內(nèi)核中的SAPI”的有關(guān)知識(shí)，在實(shí)際案例的操作過(guò)程中，不少人都會(huì)遇到這樣的困境，接下來(lái)就讓小編帶領(lǐng)大家學(xué)習(xí)一下如何處理這些情況吧！希望大家仔細(xì)閱讀，能夠?qū)W有所成！

SAPI是Server Application Programming Interface（服務(wù)器應(yīng)用編程接口）的縮寫。PHP通過(guò)SAPI提供了一組接口，供應(yīng)用和PHP內(nèi)核之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

簡(jiǎn)單的講，就像函數(shù)的輸入和輸出一樣，我們通過(guò)Linux命令行執(zhí)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(shù)，Zend引擎執(zhí)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(diào)用PHP，通過(guò)Web服務(wù)器給SAPI傳入數(shù)據(jù)，Zend引擎執(zhí)行后，返回給Apache，由Apache顯示在頁(yè)面上。

圖1. PHP架構(gòu)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（多線程）、FastCGI和Embedded（內(nèi)嵌）。

PHP提供了一個(gè)函數(shù)查看當(dāng)前SAPI接口類型：

復(fù)制代碼 代碼如下:

string php_sapi_name ( void )

PHP的運(yùn)行和加載

無(wú)論使用哪種SAPI，在PHP執(zhí)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(kuò)展內(nèi)部變量、分配資源和注冊(cè)資源處理器，在整個(gè)PHP實(shí)例生命周期內(nèi)，該過(guò)程只執(zhí)行一次。

什么是PHP模塊？通過(guò)上面的PHP架構(gòu)圖，在PHP中可以使用get_loaded_extensions 函數(shù)來(lái)查看所有編譯并加載的模塊/擴(kuò)展，相當(dāng)于CLI模式下的php -m。

以PHP的Memcached擴(kuò)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(zhí)行了一些類似的初始化操作 */ 
return SUCCESS; 
}

第二階段是請(qǐng)求初始化階段（RINT），在模塊初始化并激活后，會(huì)創(chuàng)建PHP運(yùn)行環(huán)境，同時(shí)調(diào)用所有模塊注冊(cè)的RINT函數(shù)，調(diào)用每個(gè)擴(kuò)展的請(qǐng)求初始化函數(shù) ，設(shè)定特定的環(huán)境變量、分配資源或執(zhí)行其他任務(wù)，如審核。

PHP_RINIT_FUNCTION(memcached) { 
 /* 執(zhí)行一些關(guān)于請(qǐng)求的初始化 */ 
 return SUCCESS; 
}

第三階段，請(qǐng)求處理完成后，會(huì)調(diào)用PHP_RSHUTDOWN_FUNCTION進(jìn)行回收，這是每個(gè)擴(kuò)展的請(qǐng)求關(guān)閉函數(shù)，執(zhí)行最后的清理工作。Zend引擎執(zhí)行清理過(guò)程、垃圾收集、對(duì)之前的請(qǐng)求期間用到的每個(gè)變量執(zhí)行unset。請(qǐng)求完成可能是執(zhí)行到腳本完成，也可能是調(diào)用die()或exit()函數(shù)完成

第四階段，當(dāng)PHP生命周期結(jié)束時(shí)候，PHP_MSHUTDOWN_FUNCTION對(duì)模塊進(jìn)行回收處理，這是每個(gè)擴(kuò)展的模塊關(guān)閉函數(shù)，用于關(guān)閉自己的內(nèi)核子系統(tǒng)。

PHP_MSHUTDOWN_FUNCTION(memcached) { /* 執(zhí)行關(guān)于模塊的銷毀工作 */ UNREGISTER_INI_ENTRIES(); return SUCCESS; }

常見的運(yùn)行模式

常見的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(qǐng)求中完成。也就是說(shuō)每次執(zhí)行PHP腳本，都會(huì)執(zhí)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(nèi)置到Web Server中，PHP可以編譯成Apache下的prefork MPM模式和APXS模塊，當(dāng)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(dú)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(diào)用MINT啟動(dòng)后，執(zhí)行多次請(qǐng)求（RINT/RSHUTDOWN)，在Apache關(guān)閉或進(jìn)程結(jié)束后，才會(huì)調(diào)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(dú)立運(yùn)行，沒有代碼和數(shù)據(jù)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(wěn)定。

3. 多線程模式（Multithreaded)

Apache2的Worker MPM采用了多線程模型，在一個(gè)進(jìn)程下創(chuàng)建多個(gè)線程，在同一個(gè)進(jìn)程地址空間執(zhí)行。

圖5. 多線程生命周期

4. FastCGI模式

在我們用的Nginx+PHP-FPM用的就是FastCGI模式，F(xiàn)astcgi是一種特殊的CGI模式，是一種常駐進(jìn)程類型的CGI，運(yùn)行后可以Fork多個(gè)進(jìn)程，不用花費(fèi)時(shí)間動(dòng)態(tài)的Fork子進(jìn)程，也不需要每次請(qǐng)求都調(diào)用MINT/MSHUTDOWN。PHP通過(guò)PHP-FPM來(lái)管理和調(diào)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(qǐng)求。當(dāng)客戶端請(qǐng)求達(dá)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)輸出和錯(cuò)誤信息返回給Nginx，當(dāng)PHP-CGI子進(jìn)程關(guān)閉連接時(shí)，請(qǐng)求處理完成。PHP-CGI子進(jìn)程等待著下一個(gè)連接。

可以想象CGI的系統(tǒng)開銷有多大。每一個(gè)Web 請(qǐng)求PHP都必須重新解析php.ini、載入全部擴(kuò)展并始化全部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。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(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)和Memcache的持續(xù)連接可以工作。

5. 內(nèi)嵌模式（Embedded）

Embed SAPI是一種特殊的SAPI，允許在C/C++語(yǔ)言中調(diào)用PHP提供的函數(shù)。這種SAPI和CLI模式一樣，按照Module Init => Request Init => Request => Request Shutdown => Module Shutdown的模式運(yùn)行。

Embed SAPI可以調(diào)用PHP豐富的類庫(kù)，也可以實(shí)現(xiàn)高級(jí)玩法，比如可以查看PHP的OPCODE（PHP執(zhí)行的中間碼，Zend引擎的指令，由PHP代碼生成）。

詳細(xì)請(qǐng)見： https://www.jb51.net/article/74641.htm

SAPI的運(yùn)行機(jī)制

我們以CGI為例，看一下SAPI的運(yùn)行機(jī)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(dāng)SAPI初始化時(shí)，首先會(huì)調(diào)用該函數(shù) */ 
 php_module_shutdown_wrapper, /* shutdown 關(guān)閉函數(shù)包裝器，它用來(lái)釋放所有的SAPI的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、內(nèi)存等，調(diào)用php_module_shutdown */ 
 sapi_cgi_activate,  /* activate 此函數(shù)會(huì)在每個(gè)請(qǐng)求開始時(shí)調(diào)用，它會(huì)做初始化，資源分配 */ 
 sapi_cgi_deactivate,  /* deactivate 此函數(shù)會(huì)在每個(gè)請(qǐng)求結(jié)束時(shí)調(diào)用，它用來(lái)確保所有的數(shù)據(jù)都得到釋放 */ 
 sapi_cgi_ub_write,  /* unbuffered write 不緩存的寫操作(unbuffered write)，它是用來(lái)向SAPI外部輸出數(shù)據(jù) */ 
 sapi_cgi_flush,   /* flush 刷新輸出，在CLI模式下通過(guò)使用C語(yǔ)言的庫(kù)函數(shù)fflush實(shí)現(xiàn)*/ NULL,    /* get uid */ 
 sapi_cgi_getenv,  /* getenv 根據(jù)name查找環(huán)境變量 */ 
 php_error,   /* error handler 注冊(cè)錯(cuò)誤處理函數(shù) */ 
 NULL,    /* header handler PHP調(diào)用header()時(shí)候被調(diào)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(dú)的頭部信息 */ 
 sapi_cgi_read_post,  /* read POST data 當(dāng)請(qǐng)求的方法是POST時(shí)，程序獲取POST數(shù)據(jù)，寫入$_POST數(shù)組 */ 
 sapi_cgi_read_cookies,  /* read Cookies 獲取Cookie值 */ 
 sapi_cgi_register_variables, /* register server variables 給$_SERVER添加環(huán)境變量 */ 
 sapi_cgi_log_message,  /* Log message 輸出錯(cuò)誤信息 */ 
 NULL,    /* Get request time */ 
 NULL,    /* Child terminate */ 
 STANDARD_SAPI_MODULE_PROPERTIES 
};

由上面代碼可見，PHP的SAPI像是面向?qū)ο笾谢?，SAPI.h和SAPI.c包含的函數(shù)是抽象基類的聲明和定義，各個(gè)服務(wù)器用的SAPI模式，則是繼承了這個(gè)基類，并重新定義基類方法的子類。

總結(jié)

PHP的SAPI是Zend引擎提供的一組標(biāo)準(zhǔn)交互接口，通過(guò)注冊(cè)初始化、析構(gòu)、輸入、輸出等接口，我們可以將應(yīng)用程序運(yùn)行在Zend引擎上，也可以把PHP嵌入到類似Apache的Web Server中。PHP常見的SAPI模式有五種，CGI/CLI模式、多進(jìn)程模式、多線程模式、FastCGI模式和內(nèi)嵌模式。

了解PHP的SAPI機(jī)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編寫擴(kuò)展，并在生命周期中找到提高系統(tǒng)性能的方式。

“如何理解PHP內(nèi)核中的SAPI”的內(nèi)容就介紹到這里了，感謝大家的閱讀。如果想了解更多行業(yè)相關(guān)的知識(shí)可以關(guān)注億速云網(wǎng)站，小編將為大家輸出更多高質(zhì)量的實(shí)用文章！