PHP7新特性、運行模式和生命週期

原創 本兮言 2020-06-07 12:46

1、PHP目錄

    PHP源碼核心目錄 Zend文件下，spai放在sapi的文件下，一些擴展的方法和庫函數在ext文件下

    編譯的腳本是在configure目錄下，接下來make進行編譯，make install 會把相關的二進制文件拷貝到我指定的目錄下

 ./configure  --prefix=/usr/tmp/php/php-7.1.0  --enable-fpm --enable-debug

 2、PHP7新特性：

  太空船操作符：用於比較2個表達式，例如當a小於，等於或大於a小於，等於或大於b時，分別返回-1,0,1

 echo 1 <=> 1; //0 echo PHP_EOL; echo 1 <=> 2; //-1 echo PHP_EOL; echo 2 <=> 1; //1

  類型聲名：declare(strict_types=1);//strict_types=1表示開啓嚴格模式

declare(strict_types=1); //strict_types=1表示嚴格模式
function sum(int ...$ints){
    return array_sum($ints);
}
var_dump(sum(1,'2','3.1',4.1));

執行結果
Fatal error: Uncaught TypeError: Argument 2 passed to sum() must be of the type integer, string given

  null合併操作符： $page=isset($_GET['page'])?$_GET['page']:0;  等於 $page=$_GET['page']??0;

 常量數組: define('ANIMALS',['dog','cat']);

 批量導入: use Space\{Class A,ClassB,Class as C};

 throwable接口：

try{
  undefindfunc();
}catch(Error $e){
var_dump($e);
}
//可以捕獲沒有定義函數的這個錯誤

 Clousure:call()   

//在php7可通過call來暫時綁定一個閉包對象到$this對象並調用它
class Test{
 private $num=1;
}
$f=function(){
 return $this->num+1;
}
echo $f->call(new Test);

//在php7之前，當動態的給一個對象添加方法時，可以通過Closure來複制一個閉包對象，並綁定到一個$this對象和類作用域

class People{
    private $age=10;
}
$f=function(){
    return $this->age+1;
};

$p=$f->bindTo(new People,'People');
echo $p();

intdiv函數： intdiv(10,3) //10除以三取整數

list的方括號寫法：list($a,$b,$c)=$arr[1,2,31]  等於 [$a,$b,$c]=$arr;

PHP運行原理

1、目前常見的4種PHP運行模式

  1. CGI通用網關接口模式
  2. FAST-CGI模式
  3. CLI命令行模式
  4. 模塊模式

CGI通用網關接口模式

   CGI就是將Web服務器和PHP執行程序連接起來，把接受指令傳遞給PHP執行程序，每有一個用戶請求，都會先要創建CGI6的子進程，然後處理請求，用戶請求數量非常多會大量擠佔系統的資源，造成效率低下，所以有多長連接請求就有多少CGI子進程，子進程反覆加載時導致CGI性能低下的主要原因

FAST-CGI模式

是cgi的升級版本，FastCGI 像是一個常駐 (long-live) 型的 CGI，它可以一直執行着，只要激活後，不會每次都要花費時間去fork 一次，也是一種協議

FastCGI的工作原理是：

　　(1)、Web Server啓動時載入FastCGI進程管理器【PHP的FastCGI進程管理器是PHP-FPM(php-FastCGI Process Manager)】（IIS ISAPI或Apache Module);

　　(2)、FastCGI進程管理器自身初始化，啓動多個CGI解釋器進程 (在任務管理器中可見多個php-cgi.exe)並等待來自Web Server的連接。

　(3)、當客戶端請求到達Web Server時，FastCGI進程管理器選擇並連接到一個CGI解釋器。Web server將CGI環境變量和標準輸入發送到FastCGI子進程php-cgi。

　　(4)、FastCGI子進程完成處理後將標準輸出和錯誤信息從同一連接返回Web Server。當FastCGI子進程關閉連接時，請求便告處理完成。FastCGI子進程接着等待並處理來自FastCGI進程管理器（運行在 WebServer中）的下一個連接。在正常的CGI模式中，php-cgi.exe在此便退出了。

　　在CGI模式中，可以想象 CGI通常有多慢。每一個Web請求PHP都必須重新解析php.ini、重新載入全部dll擴展並重初始化全部數據結構。使用FastCGI，所有這些都只在進程啓動時發生一次。一個額外的好處是，持續數據庫連接(Persistent database connection)可以工作。

CLI命令行模式

一般使用調用腳本、查看php信息時會使用到該模式

php -r"phpinfo();" |less 分頁顯示

 

模塊模式

  1. Apache + mod_php
  2. lighttp + spawn-fcgi
  3. nginx + PHP-FPM（php在Nginx中運行模式）

運行原理

PHP-CGI：fast-cgi是一種協議，而php-cgi是實現了這種協議的進程。不過這種實現比較爛。它是單進程的，一個進程處理一個請求，處理結束後進程就銷燬

PHP - FPM：是對php-cgi的改進版，它直接管理多個php-cgi進程/線程。也就是說，php-fpm是php-cgi的進程管理器因此它也算是fastcgi協議的實現
php的運行原理，就是在服務器啓動時，自動載入PHP-FPM進程管理器，從而管理多個PHP-CGI進程來準備響應用戶的請求，如下圖所示：

由於php-cgi是隨服務器啓動載入的，所以初始化變量只會發生一次

運行模式和運行原理的區別

多個運行模式相當於超市的不同入口，運行原理就是進入超市後的固定的行走路線，通過不同的運行模式進入到底層（進入超市）

SAPI簡介

 SAPI相當於PHP外部環境的代理器。PHP可以應用在終端上（CLI SAPI），也可以應用在Web服務器上（CGI SAPI）

 

 

PHP運行的生命週期

  在模塊初始化前，首先調用sapi_startup(sapi_module），對sapi_model進行初始化工作，通過調用sapi_model的startup函數（模塊啓動調用的函數），CLI調用php_cli_startup函數，該函數又調用了php_module_startup函數，也就是對應的模塊初始化

   CLI模式生命週期：

     php_module_startup  模塊初始化階段（註冊內部擴展、加載外部擴展、啓動附加的PHP擴展、啓動各個模塊、禁用php.ini裏面的禁用函數和類）

     php_request_startup  請求初始化階段 （初始化輸出handler的棧，並把OG(FLAGS置爲使用)、調用zend_activate(初始化GC、初始化編譯器、初始化執行器、初始化掃描器)、對信號進行處理、設置超時時間、初始化相關全局變量）

     php_execute_script    腳本執行階段（讀取的PHP代碼進行解析，先詞法解析並使詞法分析指針指向第一個位置，解析成token，然後語法解析，生成抽象語法樹，然後通過對抽象語法樹進行遍歷生成opcode，opcode在虛擬機上執行得到對應的結果）

    php_request_shutdown 請求關閉階段（調用各個模塊中註冊的關閉函數和析構函數、將輸出緩衝器重內容輸出、調用所有擴展註冊的鉤子rshutdown函數、銷燬request相關的全局變量、關閉編譯器和執行器、還原ini配置）（完成這些工作，fpm模式會循環等待請求到來）

    php_module_shutdown 模塊關閉階段（調用sapi_flush() 然後進行銷燬所有模塊、全局變量、關閉擴展、銷燬ini對應的HashTable、關閉ini config、關閉內存管理器、關閉輸出output、析構垃圾回收）

FPM

  FPM是一個FastCGI進程管理器，對於5.3之前只是一個補丁包，從5.3開始，PHP集成了PHP-FPM。提供了更好的PHP的進程管理方式，可以有效控制內存和進程，支持平滑重啓PHP和重載PHP配置

FPM的三種模式

  pm=static  始終保證一個固定的子進程數，子進程數一般由pm.max_children = 20來指定的，起20個work進程

  pm=dynamic 動態模式，啓動的時候生成固定數量子進程，由pm.start_servers = 10來控制，也就是最小的子進程數，最大是                           由pm.max_children 控制，另外還支持兩種參數min_spare_servers = 10和max_spare_servers = 20最大和最小閒                         置進程數的最小值和最大數目

  pm=ondemand 按需要的一個模式，和動態模式相反，是按內存放在第一位的，每個閒置進程都會在一定時間內被殺死，這個                          模式的好處是低峯期的話，內存會降下來，弊端就是高峯期頻繁創建進程的弊端

網絡編程：

 socket   首先通過socket創建一個fd

 bind  設置端口號，使用bind函數進行綁定

 listen  監聽

 accept 一般是進入一個死循環，調用accept函數進行接收請求，如果沒有請求函數的話會掛起，請求進入阻塞狀態，這個時候會把cpu讓出節省資源，如果請求來了，accept函數進行接收，然後讀取請求 處理自己的邏輯接着返回請求

   

信號處理：

  真正處理請求的是work進程不是master進程，master進程只是起到了管理和監聽work進程的作用，當work進程掛掉了會發送信號給master請求，然後一旦請求過來了,master進程會拉起一個work請求進行處理，請求由Nginx的worker進行處理，轉出對應的FastCGI,請求FPM，accept由FPM的worker進程處理，執行完畢再返回給Nginx，Nginx再進一步返回給Client，所以：

  當 kill master的時候，php-fpm進程全部退出，都不能工作

  當kill  -9 master的時候，可以工作

  當kill  work進程的時候，可以工作，會發現拉起一個新的work進程

kill就是給某個進程id發送了一個信號。默認發送的信號是SIGTERM，而kill -9發送的信號是SIGKILL，即exit。exit信號不會被系統阻塞，所以kill -9能順利殺掉進程。

系統會發送一個SIGTERM的信號給對應的程序。當程序接收到該signal後，將會發生以下的事情

  1. 程序立刻停止
  2. 當程序釋放相應資源後再停止
  3. 程序可能仍然繼續運行

      大部分程序接收到SIGTERM信號後，會先釋放自己的資源，然後在停止。但是也有程序可以在接受到信號量後，做一些其他的事情，並且這些事情是可以

      配置的。如果程序正在等待IO，可能就不會立馬做出相應。

　　也就是說，SIGTERM多半是會被阻塞的、忽略。

FPM模式的生命週期：

 

 php_module_startup:模塊的初始化

 fcgi_accept_request:對請求的接受,進入循環，實際上調用的是accept，阻塞等待請求，如果有請求進來，會被換起，進入php_request_startup，初始化請求。爲了防止多個進程對accept進行搶佔出現驚羣現象，增加了鎖機制，但是在Linux的2.6內核上，阻塞版accept不存在驚羣現象了

 php_request_startup  請求初始化階段

 php_execute_script    腳本執行階段（讀取的PHP代碼進行解析，先詞法解析，解析成token，然後語法解析，生成抽象語法樹，然後通過對抽象語法樹進行遍歷生成opcode，opcode在虛擬機上執行得到對應的結果）

 fpm_request_end:請求的關閉

  php_request_shutdown 請求關閉階段

  php_module_shutdown 模塊關閉階段

1、因爲Fpm是一個常駐內存的這麼一個進程，它需要請求完一個並接受下一個請求並處理，所以進行一個循環，當FPM整個退出的時候才需要執行 php_module_shutdown

2、其實FCGI_LOCK/FCGI_UNLOCK在Linux已經沒有實現了，因爲在Linux2.6內核上，阻塞版本的accept系統調用不存在驚羣了，當新的連接過來時，大家會發現，僅有一個子進程返回新建的鏈接，其他子進程繼續休眠在accept調用上，沒有驚羣現象

3、 主進程創建了socket、bind、listen之後，fork()出來多個進程，worker進程會進入循環（accept）這個listen_fd，當沒有請求的時候，會阻塞在fcgin_accept_request（accept），讓出cpu資源，成爲空閒進程，當請求到達時會有一個worker進程搶到並處理進入FastCGI的處理階段

4、歷史上，Linux的accpet存在驚羣問題，但現在2.6以後的內核都解決該問題了。即，當多個進程/線程都阻塞在對同一個socket的接受調用上時，當有一個新的連接到來，內核只會喚醒一個進程，其他進程保持休眠，壓根就不會被喚醒。

  主進程創建了socket、bind、listen之後，fork()出來多個進程，每個子進程都開始循環處理（accept）這個listen_fd。每個進程都阻塞在accept上，當一個新的連接到來時候，所有的進程都會被喚醒，但是其中只有一個進程會接受成功，其餘皆失敗，重新休眠。

 

FastCGI協議：

Nginx收到HTTP請求，然後Nginx直接把HTTP協議的包進行解包然後做一次封裝，然後轉發給PHP-FPM，一般PHP-FPM監聽9000端口，Nginx向PHP-FPM發出的請求就是FastCGI編碼的，這裏是一個個的鍵值對，又有頭部和尾部的一個編碼，然後PHP-FPM對FastCGI的協議的一個解碼，然後走到FPM的生命週期裏面，然後轉到index.php或者其他PHP文件裏面，然後進行腳本的執行，執行完以後由合成一個FastCGI協議返送給Nginx，返回的時候比較簡單一些，按照HTTP協議的方式進行內容編碼，但是還是FastCGI協議，Nginx再解析成HTTP協議發送給客戶端

FastCGI協議兩部分：第一部分傳入到Nginx傳入FPM 注入協議

 

總結：

   整個FPM模式實際上是一個多進程模式，首先由calling process進程fork出master進程，然後master進程會創建Socket，然後fork出worker進程，worker進程會在accept處阻塞等待，請求過來時，由其中一個worker進程處理，按照FastCGI模式進行各階段讀取，另外，FPM建立計分板機制，關注全局和每個woker工作情況，方便使用者監控

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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