nginx之fastcgi配置参数及其缓存

CGI的由来

最早的Web服务器只能简单地响应浏览器发来的HTTP请求，并将存储在服务器上的HTML文件返回给浏览器，也就是静态html文件，但是后期随着网站功能增多网站开发也越来越复杂，以至于出现动态技术，比如像php(1995年)、java(1995)、python(1991)语言开发的网站，但是nginx/apache服务器并不能直接运行 php、java这样的文件，apache实现的方式是打补丁，但是nginx缺通过与第三方基于协议实现，即通过某种特定协议将客户端请求转发给第三方服务处理，第三方服务器会新建新的进程处理用户的请求，处理完成后返回数据给Nginx并回收进程，最后nginx在返回给客户端，那这个约定就是通用网关接口(common gateway interface，简称CGI)，CGI（协议）是web服务器和外部应用程序之间的接口标准，是cgi程序和web服务器之间传递信息的标准化接口。

cgi工作过程：
1、当用户发来动态请求后，Nginx把请求通过cgi协议发送给后端的php服务器；
2、php服务器会开启一个进程接收Nginx发来的请求；
3、php服务器会使用php解析器把用户请求的php文件解析成html格式，然后返还给php的主进程，主进程再把数据返还给Nginx；
4、php回复完请求后会回收创建的进程；
5、Nginx把资源返还给客户端；
注：这样php会频繁的创建和回收进程；1000个用户访问的话，会创建1000个进程。

为什么会有FastCGI?

CGI协议虽然解决了语言解析器和seb server之间通讯的问题，但是它的效率很低，因为web server每收到一个请求都会创建一个CGI进程，每创建一个进程，PHP解析器都会解析php.ini（根据php.ini文件创建进程）文件，初始化环境，请求结束的时候再关闭进程，对于每一个创建的CGI进程都会执行这些操作，所以效率很低，而FastCGI是用来提高CGI性能的，FastCGI每次处理完请求之后不会关闭掉进程，而是保留这个进程，使这个进程可以处理多个请求。这样的话每个请求都不用再重新创建一个进程了，大大提升了处理效率。

fastcgi工作过程：
1、当用户请求php后缀的资源时，Nginx把请求通过fastcgi协议发送给后端的php服务器；
2、php服务器有一个主进程和多个worker进程，主进程会把发送过来的请求交给一个worker进程进行处理，worker进程是预先生成好的；
3、worker使用php解析器把用户请求的php文件解析成html格式，然后返还给php的主进程，主进程再把数据返还给Nginx；
4、php回复完请求后不会回收worker进程；
5、Nginx把资源返还给客户端；
注：这样php就不会频繁的创建和回收进程，节省了时间。

什么是PHP-FPM？

PHP-FPM(FastCGI Process Manager：FastCGI进程管理器)是一个实现了Fastcgi的程序，并且提供进程管理的功能。进程包括master进程和worker进程。master进程只有一个，负责监听端口，接受来自webserver的请求。worker进程一般会有多个，每个进程中会嵌入一个PHP解析器，进行PHP代码的处理。

FastCGI配置参数

Nginx基于模块ngx_http_fastcgi_module实现通过fastcgi协议将指定的客户端请求转发至php-fpm处理。

fastcgi_pass address;
#转发请求到后端服务器，address为后端的fastcgi server的地址，可用位置：location, if in location。

fastcgi_index name;
#fastcgi默认的主页资源，示例：fastcgi_index index.php;这个功能和index index.html功能一样。

fastcgi_param parameter value [if_not_empty];
#设置传递给FastCGI服务器的参数值，可以是文本，变量或组合，可用于将Nginx的内置变量赋值给自定义key
      fastcgi_param REMOTE_ADDR $remote_addr; #客户端源IP
      fastcgi_param REMOTE_PORT $remote_port; #客户端源端口
      fastcgi_param SERVER_ADDR $server_addr; #请求的服务器IP地址
      fastcgi_param SERVER_PORT $server_port; #请求的服务器端口
      fastcgi_param SERVER_NAME $server_name; #请求的server name
设置的这些key是不会变的，nginx的内置变量的值会变化；nginx会把设置好的key传递给php服务器，php会读取这些参数里面的值。这个设置必须开启，否则php读取不了客户端的请求。

定义缓存及缓存调用

定义缓存

fastcgi_cache_path path [levels=levels] [use_temp_path=on|off] keys_zone=name:size [inactive=time] [max_size=size] [manager_files=number] [manager_sleep=time] [manager_threshold=time] [loader_files=number] [loader_sleep=time] [loader_threshold=time] [purger=on|off] [purger_files=number] [purger_sleep=time] [purger_threshold=time];
#定义fastcgi的缓存，设置在http模块中。
      path   #缓存位置为磁盘上的文件系统路径
      max_size=size #磁盘path路径中用于缓存数据的缓存空间上限
      levels=levels：缓存目录的层级数量，以及每一级的目录数量，levels=ONE:TWO:THREE，示例：leves=1:2:2
      keys_zone=name:size #设置缓存名称及k/v映射的内存空间的名称及大小
      inactive=time #缓存有效时间，默认10分钟，需要在指定时间满足fastcgi_cache_min_uses次数被视为活动缓存。

调用缓存

fastcgi_cache zone|off;
#调用指定的缓存空间来缓存数据，可用位置：http, server, location；zone的值为keys_zone定义好的缓存名称。

fastcgi_cache_key string;
#定义用作缓存项的key的字符串，示例：fastcgi_cache_key $request_uri; 针对用户请求的uri进行缓存。

fastcgi_cache_methods GET|HEAD|POST...;
#为哪些请求方法使用缓存。

fastcgi_cache_min_uses number;
#缓存空间中的缓存项在inactive定义的非活动时间内至少要被访问到此处所指定的次数方可被认作活动项，如果不够命中所指定的缓存次数为非活动项，会将被从缓存中清除。

fastcgi_keep_conn on|off;  
#收到后端服务器响应后，fastcgi服务器是否关闭连接，建议启用长连接。这个功能需要开启，php处理完这次请求后，如果和nginx断开链接，下次用户再次发起请求，nginx还需要和php先三次握手建立连接；开启之后，nginx和php不断开连接，省略了建立连接的过程。

fastcgi_cache_valid 200 10m;
#不同的响应码各自的缓存时长；200的缓存时长需要长一些，404的缓存时长短一些。

fastcgi_hide_header field;
#隐藏后端php服务器的响应头指定信息。