Nginx 是俄国人最早开发的 Webserver，现在已经风靡全球，相信大家并不陌生。PHP 也通过二十多年的发展来到了 7 系列版本，更加关注性能。这对搭档在最近这些年，叱咤风云，基本上 LNMP 成了当下的标配。可是，你用了这么多年的 Nginx+PHP 的搭配，你真正知道他们之间是怎么交互怎么通信的么？作为一道常常用来面试的考题，从过往经验看，情况并不乐观。更多的同学是知道 PHP-FPM、知道 FastCGI，但不晓得 Nginx、PHP 这对老搭档具体的交互细节。那么，今天我们就来一起学习一下，做一回认真的 PHP 工程师。
前菜
为了讲解的有理有据，我们先来准备一个纯净精简的 Nginx+PHP 环境，这里我们使用 Docker 拉取 Centos 最新版本环境，来快速通过编译安装方式搭建一个 Nginx+PHP 环境。（图 1，通过 docker 启动一台 CentOS 机器并进入）
有了 Linux 环境，我们来源码编译安装 Nginx、PHP，这个过程网络里有很多的教程，我们就不细说了。当然你也可以安装 lnmp 一键安装包来快速搭建。通过安装 nginx、php，我们的 Linux 环境里就有了今天的这两位主角了。我们稍加配置，让 Nginx 可以接收请求并转发给 PHP-FPM，我们目标是输出一个 phpinfo () 的信息。（图 2，phpinfo () 的输出内容）
我们通过对 Nginx 新增 Server 配置实现了 nginx 与 PHP 的一次通信，配置文件非常简单，如下图：（图 3，一份 nginx server 配置）
有了上面的一个 sample 示例，我们开始深入 Nginx 与 FastCGI 协议。
主食
从上图的 Nginx 配置中可以注意到 fastcgi* 开头的一些配置，以及引入的 fastcgi.conf 文件。其实在 fastcgi.conf 中，也是一堆 fastcgi* 的配置项，只是这些配置项相对不常变，通常单独文件保管可以在多处引用。（图 4，fastcgi.conf 文件中的内容）
可以看到在 fastcgi.conf 中，有很多的 fastcgi_param 配置，结合 nginx server 配置中的 fastcgi_pass、fastcgi_index，通常我们的同学已经能够想到 Nginx 与 PHP 之间打交道就是用的 FastCGI，但再深问 FastCGI 是什么？它起到衔接 Nginx、PHP 的什么作用？等等深入的问题的时候，很多同学就卡壳了。那么，我们就来一探究竟。
CGI 是通用网关协议，FastCGI 则是一种常住进程的 CGI 模式程序。我们所熟知的 PHP-FPM 的全称是 PHP FastCGI Process Manager，即 PHP-FPM 会通过用户配置来管理一批 FastCGI 进程，例如在 PHP-FPM 管理下的某个 FastCGI 进程挂了，PHP-FPM 会根据用户配置来看是否要重启补全，PHP-FPM 更像是管理器，而真正衔接 Nginx 与 PHP 的则是 FastCGI 进程。（图 5，FastCGI 在请求流中的位置）
如上图所示，FastCGI 的下游，是 CGI-APP，在我们的 LNMP 架构里，这个 CGI-APP 就是 PHP 程序。而 FastCGI 的上游是 Nginx，他们之间有一个通信载体，即图中的 socket。在我们上文图 3 的配置文件中，fastcgi_pass 所配置的内容，便是告诉 Nginx 你接收到用户请求以后，你该往哪里转发，在我们图 3 中是转发到本机的一个 socket 文件，这里 fastcgi_pass 也常配置为一个 http 接口地址（这个可以在 php-fpm.conf 中配置）。而上图 5 中的 Pre-fork，则对应着我们 PHP-FPM 的启动，也就是在我们启动 PHP-FPM 时便会根据用户配置启动诸多 FastCGI 触发器（FastCGI Wrapper）。
对 FastCGI 在 Nginx+PHP 的模式中的定位有了一定了解后，我们再来了解下 Nginx 中为何能写很多 fastcgi_* 的配置项。这是因为 Nginx 的一个默认内置 module 实现了 FastCGI 的 Client。关于 Module ngx_http_fastcgi_module 的详细文档可以查看这里: http://nginx.org/en/docs/http/ngx_http_fastcgi_module.html 。我们关心一下我们图 4 中的这些 fastcgi_param 都是些什么吧，详细描述见下图。（图 6，nginx 模块中 fastcgi_param 的介绍）
从图 6 中可以看到，fastcgi_param 所声明的内容，将会被传递给 “FastCGI server”，那这里指的就是 fastcgi_pass 所指向的 server，也就是我们 Nginx+PHP 模式下的 PHP-FPM 所管理的 FastCGI 进程，或者说是那个 socket 文件载体。这时，有的同学会问：“为什么 PHP-FPM 管理的那些 FastCGI 进程要关心这些参数呢？”，好问题，我们一起想想我们做 PHP 应用开发时候有没有用到 $_SERVER 这个全局变量，它里面包含了很多服务器的信息，比如包含了用户的 IP 地址。同学们不想想我们的 PHP 身处 socket 文件之后，为什么能得到远端用户的 IP 呢？聪明的同学应该注意到图 4 中的一个 fastcgi_param 配置 REMOTE_ADDR ，这不正是我们在 PHP 中用 $_SERVER [‘REMOTE_ADDR’] 取到的用户 IP 么。的确，Nginx 这个模块里 fastcgi_param 参数，就是考虑后端程序有时需要获取 Webserver 外部的变量以及服务器情况，那么 ngx_http_fastcgi_module 就帮我们做了这件事。真的是太感谢它啦！
那么我们已经说清了 FastCGI 是个什么东东，并且它在 Nginx+PHP 中的定位。我们回到前面提出的问题，“它起到衔接 Nginx、PHP 的什么作用？”。
对 PHP 有一定了解的同学，应该会知道 PHP 提供 SAPI 面向 Webserver 来提供扩展编程。但是这样的方式意味着你要是自主研发一套 Webserver，你就需要学习 SAPI，并且在你的 Webserver 程序中实现它。这意味着你的 Webserver 与 PHP 产生了耦合。在互联网的大趋势下，一般大家都不喜欢看到耦合。譬如 Nginx 在最初研发时候也不是为了和 PHP 组成黄金搭档而研发的，相信早些年的 Nginx 后端程序可能是其他语言开发。那么解决耦合的办法，比较好的方式是有一套通用的规范，上下游都兼容它。那么 CGI 协议便成了 Nginx、PHP 都愿意接受的一种方式，而 FastCGI 常住进程的模式又让上下游程序有了高并发的可能。那么，FastCGI 的作用是 Nginx、PHP 的接口载体，就像插座与插销，让流行的 WebServer 与 “世界上最好的语言” 有了合作的可能。
有了这些基础背景知识与他们的缘由，我们就可以举一反三的做更多有意思的事情。譬如我在前年曾实现了 Java 程序中按照 FastCGI Client 的方式（替代 Nginx）与 PHP-FPM 通信，实现 Java 项目 + PHP 的一种组合搭配，解决的问题是 Java 程序一般来说在代码调整后需要编译过程，而 PHP 可以随时调整代码随时生效，那么让 Java 作为项目外壳，一些易变的代码由 PHP 实现，在需要的时候 Java 程序通过 FastCGI 与 PHP 打交道就好。这套想法也是基于对 Nginx+PHP 交互模式的理解之上想到的。
网络中也有一些借助 FastCGI 的尝试与实践，譬如《Writing Hello World in FCGI with C++》这篇文章，用 C++ 实现一个 FastCGI 的程序，外部依然是某款 Webserver 来处理 HTTP 请求，但具体功能则有 C++ 来实现，他们的中间交互同样适用的 FastCGI。同学们有兴趣了也可以做些 Geek 尝试。（图 7，C++ 实现一个 FastCGI 程序）
甜品
通过本文的讲解，我们希望让大家看到，Nginx+PHP 的工程模式下，两位主角分工明确，Nginx 负责承载 HTTP 请求的响应与返回，以及超时控制记录日志等 HTTP 相关的功能，而 PHP 则负责处理具体请求要做的业务逻辑，它们俩的这种合作模式也是常见的分层架构设计中的一种，在它们各有专注面的同时，FastCGI 又很好的将两块衔接，保障上下游通信交互，这种通过某种协议或规范来衔接好上下游的模式，在我们日常的 PHP 应用开发中也有这样的思想落地，譬如我们所开发的高性能 API，具体的 Client 到底是 PC、APP 还是某个其他程序，我们不关心，而这些 PC、APP、第三方程序也不关心我们的 PHP 代码实现，他们按照 API 的规范来请求做处理即可。同学们是不是发现技术思想是可以在各个环节融会贯通的，是不是很兴奋？很刺激？哈，同学们开心就好，祝大家在工作学习过程中，能挖掘到更多的好知识，提升自己的同时造福身边小伙伴
