学习网关协议：CGI、FastCGI、WSGI(1)(2)

PHP-FPM

PHP-FPM是一个PHP FastCGI管理器，是只用于PHP的,可以在 http://php-fpm.org/download下载得到。PHP-FPM其实是PHP源代码的一个补丁，旨在将FastCGI进程管理整合进PHP包中。必须将它patch到你的PHP源代码中，在编译安装PHP后才可以使用。FPM(FastCGI 进程管理器)用于替换 PHP-CGI 的大部分附加功能，对于高负载网站是非常有用的。它的功能包括：

● 支持平滑停止/启动的高级进程管理功能;

● 可以工作于不同的 uid/gid/chroot 环境下，并监听不同的端口和使用不同的 php.ini 配置文件(可取代 safe_mode 的设置);

● stdout 和 stderr 日志记录;

● 在发生意外情况的时候能够重新启动并缓存被破坏的 opcode;

● 文件上传优化支持;

● “慢日志” - 记录脚本(不仅记录文件名，还记录 PHP backtrace 信息，可以使用 ptrace或者类似工具读取和分析远程进程的运行数据)运行所导致的异常缓慢;

● fastcgi_finish_request() - 特殊功能：用于在请求完成和刷新数据后，继续在后台执行耗时的工作(录入视频转换、统计处理等);

● 动态/静态子进程产生;

● 基本 SAPI 运行状态信息(类似Apache的 mod_status);

● 基于 php.ini 的配置文件。

WSGI

Web服务器网关接口(Python Web Server Gateway Interface，缩写为WSGI)是为Python语言定义的Web服务器和Web应用程序或框架之间的一种简单而通用的接口。自从WSGI被开发出来以后，许多其它语言中也出现了类似接口。WSGI是作为Web服务器与Web应用程序或应用框架之间的一种低级别的接口，以提升可移植Web应用开发的共同点。WSGI是基于现存的CGI标准而设计的。

WSGI区分为两个部份：一为“服务器”或“网关”，另一为“应用程序”或“应用框架”。在处理一个WSGI请求时，服务器会为应用程序提供环境资讯及一个回呼函数(Callback Function)。当应用程序完成处理请求后，透过前述的回呼函数，将结果回传给服务器。所谓的 WSGI 中间件同时实现了API的两方，因此可以在WSGI服务和WSGI应用之间起调解作用：从WSGI服务器的角度来说，中间件扮演应用程序，而从应用程序的角度来说，中间件扮演服务器。“中间件”组件可以执行以下功能：

● 重写环境变量后，根据目标URL，将请求消息路由到不同的应用对象。

● 允许在一个进程中同时运行多个应用程序或应用框架。

● 负载均衡和远程处理，通过在网络上转发请求和响应消息。

● 进行内容后处理，例如应用XSLT样式表。

以前，如何选择合适的Web应用程序框架成为困扰Python初学者的一个问题，这是因为，一般而言，Web应用框架的选择将限制可用的Web服务器的选择，反之亦然。那时的Python应用程序通常是为CGI，FastCGI，mod_python中的一个而设计，甚至是为特定Web服务器的自定义的API接口而设计的。WSGI没有官方的实现, 因为WSGI更像一个协议。只要遵照这些协议,WSGI应用(Application)都可以在任何服务器(Server)上运行, 反之亦然。WSGI就是Python的CGI包装，相对于Fastcgi是PHP的CGI包装。

WSGI将 web 组件分为三类： web服务器，web中间件,web应用程序， wsgi基本处理模式为 ： WSGI Server -> (WSGI Middleware)* -> WSGI Application 。

1、WSGI Server/gateway

wsgi server可以理解为一个符合wsgi规范的web server，接收request请求，封装一系列环境变量，按照wsgi规范调用注册的wsgi app，最后将response返回给客户端。文字很难解释清楚wsgi server到底是什么东西，以及做些什么事情，最直观的方式还是看wsgi server的实现代码。以python自带的wsgiref为例，wsgiref是按照wsgi规范实现的一个简单wsgi server。它的代码也不复杂。

● 服务器创建socket，监听端口，等待客户端连接。

● 当有请求来时，服务器解析客户端信息放到环境变量environ中，并调用绑定的handler来处理请求。

● handler解析这个http请求，将请求信息例如method，path等放到environ中。

● wsgi handler再将一些服务器端信息也放到environ中，最后服务器信息，客户端信息，本次请求信息全部都保存到了环境变量environ中。

● wsgi handler 调用注册的wsgi app，并将environ和回调函数传给wsgi app

● wsgi app 将reponse header/status/body 回传给wsgi handler

● 最终handler还是通过socket将response信息塞回给客户端。

2、WSGI Application

wsgi application就是一个普通的callable对象，当有请求到来时，wsgi server会调用这个wsgi app。这个对象接收两个参数，通常为environ,start_response。environ就像前面介绍的，可以理解为环境变量，跟一次请求相关的所有信息都保存在了这个环境变量中，包括服务器信息，客户端信息，请求信息。start_response是一个callback函数，wsgi application通过调用start_response，将response headers/status 返回给wsgi server。此外这个wsgi app会return 一个iterator对象 ，这个iterator就是response body。这么空讲感觉很虚，对着下面这个简单的例子看就明白很多了。

3、WSGI MiddleWare

有些功能可能介于服务器程序和应用程序之间，例如，服务器拿到了客户端请求的URL, 不同的URL需要交由不同的函数处理，这个功能叫做 URL Routing，这个功能就可以放在二者中间实现，这个中间层就是 middleware。middleware对服务器程序和应用是透明的，也就是说，服务器程序以为它就是应用程序，而应用程序以为它就是服务器。这就告诉我们，middleware需要把自己伪装成一个服务器，接受应用程序，调用它，同时middleware还需要把自己伪装成一个应用程序，传给服务器程序。

其实无论是服务器程序，middleware 还是应用程序，都在服务端，为客户端提供服务，之所以把他们抽象成不同层，就是为了控制复杂度，使得每一次都不太复杂，各司其职。

uWCGI

uWSGI 项目旨在为部署分布式集群的网络应用开发一套完整的解决方案。uWSGI主要面向web及其标准服务，已经成功的应用于多种不同的语言。由于uWSGI的可扩展架构，它能够被无限制的扩展用来支持更多的平台和语言。目前，你可以使用C，C++和Objective-C来编写插件。项目名称中的“WSGI”是为了向同名的Python Web标准表示感谢，因为WSGI为该项目开发了第一个插件。uWSGI是一个Web服务器，它实现了WSGI协议、uwsgi、http等协议。uWSGI，既不用wsgi协议也不用FastCGI协议，而是自创了一个uwsgi的协议，uwsgi协议是一个uWSGI服务器自有的协议，它用于定义传输信息的类型(type of information)，每一个uwsgi packet前4byte为传输信息类型描述，它与WSGI相比是两样东西。据说该协议大约是fcgi协议的10倍那么快。

uWSGI的主要特点如下：

● 超快的性能。

● 低内存占用(实测为apache2的mod_wsgi的一半左右)。

● 多app管理。

● 详尽的日志功能(可以用来分析app性能和瓶颈)。

● 高度可定制(内存大小限制，服务一定次数后重启等)。