摘要：和分別表示請(qǐng)求的開始和結(jié)束，與整個(gè)協(xié)議相關(guān)。填充的目的是允許發(fā)送者為更有效地處理保持對(duì)齊的數(shù)據(jù)。如果為，則在對(duì)本次請(qǐng)求響應(yīng)后關(guān)閉鏈接。其中對(duì)應(yīng)的是，為，長(zhǎng)度為，此時(shí)完成了協(xié)議消息的讀取過程。

順風(fēng)車運(yùn)營(yíng)研發(fā)團(tuán)隊(duì) 陳雷

FastCGI 是一種協(xié)議，它是建立在CGI/1.1基礎(chǔ)之上的，把CGI/1.1里面的要傳遞的數(shù)據(jù)通過FastCGI協(xié)議定義的順序和格式進(jìn)行傳遞。為了更好理解PHP-FPM的工作，下面具體闡述一下FastCGI協(xié)議的內(nèi)容。

1. 消息類型

FastCGI協(xié)議分為了10種類型，具體定義如下：

typedef enum _fcgi_request_type {

      FCGI_BEGIN_REQUEST  =  1, /* [in] */

      FCGI_ABORT_REQUEST  =  2, /* [in]  (not supported) */

      FCGI_END_REQUEST     =  3, /* [out] */

      FCGI_PARAMS          =  4, /* [in]  environment variables  */

      FCGI_STDIN           =  5, /* [in]  post data   */

      FCGI_STDOUT          =  6, /* [out] response   */

      FCGI_STDERR          =  7, /* [out] errors     */

      FCGI_DATA    =  8, /* [in]  filter data (not supported) */

      FCGI_GET_VALUES      =  9, /* [in]  */

      FCGI_GET_VALUES_RESULT = 10  /* [out] */

} fcgi_request_type;

整個(gè)FastCGI是二進(jìn)制連續(xù)傳遞的，定義了一個(gè)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)的消息頭，用來讀取每個(gè)消息的消息體，方便消息包的切割。一般情況下，最先發(fā)送的是FCGI_BEGIN_REQUEST類型的消息，然后是FCGI_PARAMS和FCGI_STDIN類型的消息，當(dāng)FastCGI響應(yīng)處理完后，將發(fā)送FCGI_STDOUT和FCGI_STDERR類型的消息，最后以FCGI_END_REQUEST表示請(qǐng)求的結(jié)束。FCGI_BEGIN_REQUEST和FCGI_END_REQUEST分別表示請(qǐng)求的開始和結(jié)束，與整個(gè)協(xié)議相關(guān)。

2. 消息頭

對(duì)于10種類型的消息，都是以一個(gè)消息頭開始的，其結(jié)構(gòu)體定義如下：

typedef struct _fcgi_header {

      unsigned char version;

      unsigned char type;

      unsigned char requestIdB1;

      unsigned char requestIdB0;

      unsigned char contentLengthB1;

      unsigned char contentLengthB0;

      unsigned char paddingLength;

      unsigned char reserved;

} fcgi_header;

其中，

version標(biāo)識(shí)FastCGI協(xié)議版本

type 標(biāo)識(shí)FastCGI記錄類型

requestId標(biāo)識(shí)消息所屬的FastCGI請(qǐng)求

requestId計(jì)算方式如下：

(requestIdB1 << 8) + requestIdB0

所以requestId的范圍為0~2的16次方-1，也就是0~65535；

contentLength標(biāo)識(shí)消息的contentData組件的字節(jié)數(shù)，計(jì)算方式跟requestId類似，范圍同樣是0~65535：

(contentLengthB1 << 8) | contentLengthB0

paddingLength標(biāo)識(shí)消息的paddingData組件的字節(jié)數(shù)，范圍是0~255；協(xié)議通過paddingData提供給發(fā)送者填充發(fā)送的記錄的功能，并且方便接受者通過paddingLength快速的跳過paddingData。填充的目的是允許發(fā)送者為更有效地處理保持對(duì)齊的數(shù)據(jù)。如果內(nèi)容的長(zhǎng)度超過65535怎么辦呢？答案是可以分成多個(gè)消息發(fā)送。

3. FCGI_BEGIN_REQUEST

FCGI_BEGIN_REQUEST 的結(jié)構(gòu)體定義如下：

typedef struct _fcgi_begin_request {

      unsigned char roleB1;

      unsigned char roleB0;

      unsigned char flags;

      unsigned char reserved[5];

} fcgi_begin_request;

其中role代表的是Web服務(wù)器期望應(yīng)用扮演的角色，計(jì)算方式是：

(roleB1 << 8) + roleB0

對(duì)于PHP7中，處理了三種角色，分別是FCGI_RESPONDER，F(xiàn)CGI_AUTHORIZER 和FCGI_FILTER。

flags & FCGI_KEEP_CONN：如果為0，則在對(duì)本次請(qǐng)求響應(yīng)后關(guān)閉鏈接。如果非0，在對(duì)本次請(qǐng)求響應(yīng)后不會(huì)關(guān)閉鏈接。

4. 名-值對(duì)

對(duì)于，type為FCGI_PARAMS類型，F(xiàn)astCGI協(xié)議中提供了名-值對(duì)來很好的滿足讀寫可變長(zhǎng)度的name和value，格式如下：

nameLength+valueLength+name+value

為了節(jié)省空間，對(duì)于0~127長(zhǎng)度的值，Length使用了一個(gè)char來表示，第一位為0，對(duì)于大于127的長(zhǎng)度的值，Length使用了4個(gè)char來表示，第一位為1；如圖所示：

長(zhǎng)度計(jì)算代碼如下：

if (UNEXPECTED(name_len >= 128)) {

      if (UNEXPECTED(p + 3 >= end)) return 0;

      name_len = ((name_len & 0x7f) << 24);

      name_len |= (*p++ << 16);

      name_len |= (*p++ << 8);

      name_len |= *p++;

}

這樣最長(zhǎng)可以表達(dá)0~2的31次方的長(zhǎng)度。

5. 請(qǐng)求協(xié)議

FastCGI協(xié)議的定義結(jié)構(gòu)體如下：

    typedef struct _fcgi_begin_request_rec {

      fcgi_header hdr;

      fcgi_begin_request body;

} fcgi_begin_request_rec;

分析完FastCGI的協(xié)議，我們整體掌握了請(qǐng)求的FastCGI消息的內(nèi)容，我們通過訪問對(duì)應(yīng)的接口，采用gdb抓取其中的內(nèi)容：

首先我們修改php-fpm.conf的參數(shù)，保證只啟動(dòng)一個(gè)worker：

pm.max_children = 1

然后重新啟動(dòng)php-fpm：

./sbin/php-fpm -y etc/php-fpm.conf

然后對(duì)worker進(jìn)行g(shù)db：

ps aux | grep php-fpm

root     30014  0.0  0.0 142308  4724 ?        Ss   Nov26   0:03 php-fpm: master process (etc/php-fpm.conf)

chenlei   30015  0.0  0.0 142508  5500 ?        S    Nov26   0:00 php-fpm: pool www

gdb –p 30015

(gdb) b fcgi_read_request

然后通過瀏覽器訪問nginx，nginx轉(zhuǎn)發(fā)到php-fpm的worker上，根據(jù)gdb可以打印出FastCGI消息的內(nèi)容：

(gdb) b fcgi_read_request

對(duì)于第一個(gè)消息，內(nèi)容如圖：

其中type對(duì)應(yīng)的是FCGI_BEGIN_REQUEST，requestid為1，長(zhǎng)度為8， 恰好是fcgi_begin_request結(jié)構(gòu)體的大小，內(nèi)容如圖：

role對(duì)應(yīng)的是FCGI_RESPONDER。繼續(xù)往下讀，得到的消息內(nèi)容如圖：

其中type對(duì)應(yīng)的是FCGI_PARAMS，requestid為1，長(zhǎng)度為：

(contentLengthB1 << 8) | contentLengthB0  == 987

paddingLength=5，而987+5=992，恰好是8的倍數(shù)。根據(jù)contentLength+ paddingLength向后讀取992長(zhǎng)度的字節(jié)流，我們打印一下：

(gdb) p *p@987

$1 = "