PHP網(wǎng)絡(luò)處理模塊FPM源碼分析
一個請求從瀏覽器到達(dá)PHP腳本執(zhí)行中間有個必要模塊是網(wǎng)絡(luò)處理模塊，F(xiàn)PM是這個模塊的一部分，配合fastcgi協(xié)議實(shí)現(xiàn)對請求的從監(jiān)聽到轉(zhuǎn)發(fā)到PHP處理，并將結(jié)果返回這條流程。
FPM采用多進(jìn)程模型，就是創(chuàng)建一個master進(jìn)程，在master進(jìn)程中創(chuàng)建并監(jiān)聽socket，然后fork多個子進(jìn)程，然后子進(jìn)程各自accept請求，子進(jìn)程在啟動后阻塞在accept上，有請求到達(dá)后開始讀取請求 數(shù)據(jù)，讀取完成后開始處理然后再返回，在這期間是不會接收其它請求的，也就是說fpm的子進(jìn)程同時只能響應(yīng) 一個請求，只有把這個請求處理完成后才會accept下一個請求，這是一種同步阻塞的模型。master進(jìn)程負(fù)責(zé)管理子進(jìn)程，監(jiān)聽子進(jìn)程的狀態(tài)，控制子進(jìn)程的數(shù)量。master進(jìn)程與worker進(jìn)程之間通過共享變量同步信息。
從main函數(shù)開始int main(int argc, char *argv[]){ zend_signal_startup(); // 將全局變量sapi_module設(shè)置為cgi_sapi_module sapi_startup(&cgi_sapi_module); fcgi_init(); // 獲取命令行參數(shù)，其中php-fpm -D、-i等參數(shù)都是在這里被解析出來的 // ... cgi_sapi_module.startup(&cgi_sapi_module); fpm_init(argc, argv, fpm_config ? fpm_config : CGIG(fpm_config), fpm_prefix, fpm_pid, test_conf, php_allow_to_run_as_root, force_daemon, force_stderr); // master進(jìn)程會在這一步死循環(huán),后面的流程都是子進(jìn)程在執(zhí)行。 fcgi_fd = fpm_run(&max_requests); fcgi_fd = fpm_run(&max_requests); request = fpm_init_request(fcgi_fd); // accept請求 // ....}main()函數(shù)展現(xiàn)了這個fpm運(yùn)行完整的框架,可見整個fpm主要分為三個部分：
1、運(yùn)行前的fpm_init();2、運(yùn)行函數(shù)fpm_run();3、子進(jìn)程accept請求處理。FPM中的事件監(jiān)聽機(jī)制在詳細(xì)了解fpm工作過程前，我們要先了解fpm中的事件機(jī)制。在fpm中事件的監(jiān)聽默認(rèn)使用kqueue來實(shí)現(xiàn)，關(guān)于kqueue的介紹可以看看我之前整理的這篇文章kqueue用法簡介。
// fpm中的事件結(jié)構(gòu)體struct fpm_event_s { // 事件的句柄 int fd; // 下一次觸發(fā)的事件 struct timeval timeout; // 頻率:多久執(zhí)行一次 struct timeval frequency; // 事件觸發(fā)時調(diào)用的函數(shù) void (*callback)(struct fpm_event_s *, short, void *); void *arg;// 調(diào)用callback時的參數(shù) // FPM_EV_READ:讀;FPM_EV_TIMEOUT:;FPM_EV_PERSIST:;FPM_EV_EDGE:; int flags; int index;// 在fd句柄數(shù)組中的索引 // 事件的類型 FPM_EV_READ:讀;FPM_EV_TIMEOUT:計時器;FPM_EV_PERSIST:;FPM_EV_EDGE:; short which;};// 事件隊(duì)列typedef struct fpm_event_queue_s { struct fpm_event_queue_s *prev; struct fpm_event_queue_s *next; struct fpm_event_s *ev;} fpm_event_queue;以fpm_run()中master進(jìn)程注冊的一個sp[0]的可讀事件為例：
void fpm_event_loop(int err){ static struct fpm_event_s signal_fd_event; // 創(chuàng)建一個事件:管道sp[0]可讀時觸發(fā) fpm_event_set(&signal_fd_event, fpm_signals_get_fd(), FPM_EV_READ, &fpm_got_signal, NULL); // 將事件添加進(jìn)queue fpm_event_add(&signal_fd_event, 0); // 處理定時器等邏輯 // 以阻塞的方式獲取事件 // module->wait()是一個接口定義的方法簽名，下面展示kqueue的實(shí)現(xiàn) ret = module->wait(fpm_event_queue_fd, timeout);}int fpm_event_add(struct fpm_event_s *ev, unsigned long int frequency){ // ... // 如果事件是觸發(fā)事件則之間添加進(jìn)queue中 // 對于定時器事件先根據(jù)事件的frequency設(shè)置事件的觸發(fā)頻率和下一次觸發(fā)的事件 if (fpm_event_queue_add(&fpm_event_queue_timer, ev) != 0) {return -1; } return 0;}static int fpm_event_queue_add(struct fpm_event_queue_s **queue, struct fpm_event_s *ev){ // ... // 構(gòu)建并將當(dāng)前事件插入事件隊(duì)列queue中 if (*queue == fpm_event_queue_fd && module->add) {// module->add(ev)是一個接口定義的方法簽名，下面展示kqueue的實(shí)現(xiàn)module->add(ev); } return 0;}// kqueue關(guān)于添加事件到kqueue的實(shí)現(xiàn)static int fpm_event_kqueue_add(struct fpm_event_s *ev) /* {{{ */{ struct kevent k; int flags = EV_ADD; if (ev->flags & FPM_EV_EDGE) { flags = flags | EV_CLEAR; } EV_SET(&k, ev->fd, EVFILT_READ, flags, 0, 0, (void *)ev); if (kevent(kfd, &k, 1, NULL, 0, NULL) < 0) {zlog(ZLOG_ERROR, 'kevent: unable to add event');return -1; } /* mark the event as registered */ ev->index = ev->fd; return 0;}FPM中關(guān)于kqueue的實(shí)現(xiàn)
// kqueue關(guān)于從kqueue中監(jiān)聽事件的實(shí)現(xiàn)static int fpm_event_kqueue_wait(struct fpm_event_queue_s *queue, unsigned long int timeout) /* {{{ */{ struct timespec t; int ret, i; /* ensure we have a clean kevents before calling kevent() */ memset(kevents, 0, sizeof(struct kevent) * nkevents); /* convert ms to timespec struct */ t.tv_sec = timeout / 1000; t.tv_nsec = (timeout % 1000) * 1000 * 1000; /* wait for incoming event or timeout */ ret = kevent(kfd, NULL, 0, kevents, nkevents, &t); if (ret == -1) {/* trigger error unless signal interrupt */if (errno != EINTR) { zlog(ZLOG_WARNING, 'epoll_wait() returns %d', errno); return -1;} } /* fire triggered events */ for (i = 0; i < ret; i++) {if (kevents[i].udata) { struct fpm_event_s *ev = (struct fpm_event_s *)kevents[i].udata; fpm_event_fire(ev); /* sanity check */ if (fpm_globals.parent_pid != getpid()) {return -2; }} } return ret;}fpm_initfpm_init()負(fù)責(zé)啟動前的初始化工作，包括注冊各個模塊的銷毀時用于清理變量的callback。下面只介紹幾個重要的init。
fpm_conf_init_main負(fù)責(zé)解析php-fpm.conf配置文件，分配worker pool內(nèi)存結(jié)構(gòu)并保存到全局變量fpm_worker_all_pools中，各worker pool配置解析到 fpm_worker_pool_s->config 中。
所謂worker pool 是fpm可以同時監(jiān)聽多個端口，每個端口對應(yīng)一個worker pool。
fpm_scoreboard_init_main為每個worker pool分配一個fpm_scoreboard_s結(jié)構(gòu)的內(nèi)存空間scoreboard，用于記錄worker進(jìn)程運(yùn)行信息。
// fpm_scoreboard_s 結(jié)構(gòu)struct fpm_scoreboard_s { union {atomic_t lock;char dummy[16]; }; char pool[32]; int pm; // 進(jìn)程的管理方式 static、dynamic、ondemand time_t start_epoch; int idle;// 空閑的worker進(jìn)程數(shù) int active;// 繁忙的worker進(jìn)程數(shù) int active_max; // 最大繁忙進(jìn)程數(shù) unsigned long int requests; unsigned int max_children_reached; int lq; int lq_max; unsigned int lq_len; unsigned int nprocs; int free_proc; unsigned long int slow_rq; struct fpm_scoreboard_proc_s *procs[];};fpm_signals_init_mainfpm注冊自己的信號量，并設(shè)置監(jiān)聽函數(shù)的處理邏輯。
int fpm_signals_init_main() /* {{{ */{ struct sigaction act; // 創(chuàng)建一個全雙工套接字 // 全雙工的套接字是一個可以讀、寫的socket通道[0]和[1]，每個進(jìn)程固定一個管道。 // 寫數(shù)據(jù)時：管道不滿不會被阻塞；讀數(shù)據(jù)時：管道里沒有數(shù)據(jù)會阻塞(可設(shè)置) // 向sp[0]寫入數(shù)據(jù)時，sp[0]的讀取將會被阻塞,sp[1]的寫管道會被阻塞，sp[1]中此時讀取sp[0]的數(shù)據(jù) if (0 > socketpair(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0, sp)) {zlog(ZLOG_SYSERROR, 'failed to init signals: socketpair()');return -1; } if (0 > fd_set_blocked(sp[0], 0) || 0 > fd_set_blocked(sp[1], 0)) {zlog(ZLOG_SYSERROR, 'failed to init signals: fd_set_blocked()');return -1; } if (0 > fcntl(sp[0], F_SETFD, FD_CLOEXEC) || 0 > fcntl(sp[1], F_SETFD, FD_CLOEXEC)) {zlog(ZLOG_SYSERROR, 'falied to init signals: fcntl(F_SETFD, FD_CLOEXEC)');return -1; } memset(&act, 0, sizeof(act)); act.sa_handler = sig_handler; // 監(jiān)聽到信號調(diào)用這個函數(shù) sigfillset(&act.sa_mask); if (0 > sigaction(SIGTERM, &act, 0) ||0 > sigaction(SIGINT, &act, 0) ||0 > sigaction(SIGUSR1, &act, 0) ||0 > sigaction(SIGUSR2, &act, 0) ||0 > sigaction(SIGCHLD, &act, 0) ||0 > sigaction(SIGQUIT, &act, 0)) {zlog(ZLOG_SYSERROR, 'failed to init signals: sigaction()');return -1; } return 0;}// 所有信號共用同一個處理函數(shù)static void sig_handler(int signo) /* {{{ */{ static const char sig_chars[NSIG + 1] = {[SIGTERM] = 'T',[SIGINT] = 'I',[SIGUSR1] = '1',[SIGUSR2] = '2',[SIGQUIT] = 'Q',[SIGCHLD] = 'C' }; char s; int saved_errno; if (fpm_globals.parent_pid != getpid()) {return; } saved_errno = errno; s = sig_chars[signo]; zend_quiet_write(sp[1], &s, sizeof(s)); // 將信息對應(yīng)的字節(jié)寫進(jìn)管道sp[1]端，此時sp[1]端的讀數(shù)據(jù)會阻塞;數(shù)據(jù)可以從sp[0]端讀取 errno = saved_errno;}fpm_sockets_init_main每個worker pool 開啟一個socket套接字。
fpm_event_init_main這里啟動master的事件管理器。用于管理IO、定時事件，其中IO事件通過kqueue、epoll、 poll、select等管理，定時事件就是定時器，一定時間后觸發(fā)某個事件。同樣，我們以kqueue的實(shí)現(xiàn)為例看下源碼。
int fpm_event_init_main(){ // ... if (module->init(max) < 0) {zlog(ZLOG_ERROR, 'Unable to initialize the event module %s', module->name);return -1; } // ...}// max用于指定kqueue事件數(shù)組的大小static int fpm_event_kqueue_init(int max) /* {{{ */{ if (max < 1) {return 0; } kfd = kqueue(); if (kfd < 0) {zlog(ZLOG_ERROR, 'kqueue: unable to initialize');return -1; } kevents = malloc(sizeof(struct kevent) * max); if (!kevents) {zlog(ZLOG_ERROR, 'epoll: unable to allocate %d events', max);return -1; } memset(kevents, 0, sizeof(struct kevent) * max); nkevents = max; return 0;}fpm_runfpm_init到此結(jié)束，下面進(jìn)入fpm_run階段，在這個階段master進(jìn)程會根據(jù)配置fork出多個子進(jìn)程然后master進(jìn)程會進(jìn)入fpm_event_loop(0)函數(shù)，并在這個函數(shù)內(nèi)部死循環(huán)，也就是說master進(jìn)程將不再執(zhí)行后面的代碼，后面的邏輯全部是子進(jìn)程執(zhí)行的操作。
master進(jìn)程在fpm_event_loop里通過管道sp來監(jiān)聽子進(jìn)程的各個事件，同時也要處理自身產(chǎn)生的一些事件、定時器等任務(wù)，來響應(yīng)的管理子進(jìn)程。內(nèi)部的邏輯在介紹事件監(jiān)聽機(jī)制時已經(jīng)詳細(xì)說過。
int fpm_run(int *max_requests) /* {{{ */{ struct fpm_worker_pool_s *wp; /* create initial children in all pools */ for (wp = fpm_worker_all_pools; wp; wp = wp->next) {int is_parent;is_parent = fpm_children_create_initial(wp);if (!is_parent) { goto run_child;} } /* run event loop forever */ fpm_event_loop(0);run_child: /* only workers reach this point */ fpm_cleanups_run(FPM_CLEANUP_CHILD); *max_requests = fpm_globals.max_requests; return fpm_globals.listening_socket;}子進(jìn)程處理請求回到main函數(shù)，fpm_run后面的邏輯都是子進(jìn)程在運(yùn)行。首先會初始化一個fpm的request結(jié)構(gòu)的變量，然后子進(jìn)程會阻塞在fcgi_accept_request(request)函數(shù)上等待請求。關(guān)于fcgi_accept_request函數(shù)就是死循環(huán)一個socket編程的accept函數(shù)來接收請求，并將請求數(shù)據(jù)全部取出。
...// 初始化requestrequest = fpm_init_request(fcgi_fd);zend_first_try { // accept接收請求 while (EXPECTED(fcgi_accept_request(request) >= 0)) {init_request_info();fpm_request_info();if (UNEXPECTED(php_request_startup() == FAILURE)) { // ...}if (UNEXPECTED(fpm_status_handle_request())) { goto fastcgi_request_done;}...// 打開配置文件中DOCUMENT_ROOT設(shè)置的腳本if (UNEXPECTED(php_fopen_primary_script(&file_handle) == FAILURE)) { ...}fpm_request_executing();// 執(zhí)行腳本php_execute_script(&file_handle);... } // 銷毀請求request fcgi_destroy_request(request); // fcgi退出 fcgi_shutdown(); if (cgi_sapi_module.php_ini_path_override) {free(cgi_sapi_module.php_ini_path_override); } if (cgi_sapi_module.ini_entries) {free(cgi_sapi_module.ini_entries); }} zend_catch { ...} zend_end_try();以上就是PHP網(wǎng)絡(luò)處理模塊FPM源碼分析的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于PHP網(wǎng)絡(luò)處理模塊FPM的資料請關(guān)注好吧啦網(wǎng)其它相關(guān)文章！
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