Nginx是俄國人最早開發的Webserver，現在已經風靡全球，相信大家並不陌生。PHP也通過二十多年的發展來到了7系列版本，更加關注性能。這對搭檔在最近這些年，叱吒風雲，基本上LNMP成了當下的標配。可是，你用了這麼多年的Nginx+PHP的搭配，你真正知道他們之間是怎麼交互怎麼通信的麼？作爲一道常常用來面試的考題，從過往經驗看，情況並不樂觀。更多的同學是知道PHP-FPM、知道FastCGI，但不曉得Nginx、PHP這對老搭檔具體的交互細節。那麼，今天我們就來一起學習一下，做一回認真的PHP工程師。
前菜爲了講解的有理有據，我們先來準備一個純淨精簡的Nginx+PHP環境，這裏我們使用Docker拉取Centos最新版本環境，來快速通過編譯安裝方式搭建一個Nginx+PHP環境。（圖1，通過docker啓動一臺CentOS機器並進入）
有了Linux環境，我們來源碼編譯安裝Nginx、PHP，這個過程網絡裏有很多的教程，我們就不細說了。當然你也可以安裝lnmp一鍵安裝包來快速搭建。通過安裝nginx、php，我們的Linux環境裏就有了今天的這兩位主角了。我們稍加配置，讓Nginx可以接收請求並轉發給PHP-FPM，我們目標是輸出一個phpinfo()的信息。（圖2，phpinfo()的輸出內容）
我們通過對Nginx新增Server配置實現了nginx與PHP的一次通信，配置文件非常簡單，如下圖：（圖3，一份nginx server配置）
有了上面的一個sample示例，我們開始深入Nginx與FastCGI協議。
主食從上圖的Nginx配置中可以注意到 fastcgi* 開頭的一些配置，以及引入的 fastcgi.conf 文件。其實在fastcgi.conf中，也是一堆fastcgi*的配置項，只是這些配置項相對不常變，通常單獨文件保管可以在多處引用。（圖4，fastcgi.conf文件中的內容）
可以看到在fastcgi.conf中，有很多的fastcgi_param配置，結合nginx server配置中的fastcgi_pass、fastcgi_index，通常我們的同學已經能夠想到Nginx與PHP之間打交道就是用的FastCGI，但再深問FastCGI是什麼？它起到銜接Nginx、PHP的什麼作用？等等深入的問題的時候，很多同學就卡殼了。那麼，我們就來一探究竟。
CGI是通用網關協議，FastCGI則是一種常住進程的CGI模式程序。我們所熟知的PHP-FPM的全稱是PHP FastCGI Process Manager，即PHP-FPM會通過用戶配置來管理一批FastCGI進程，例如在PHP-FPM管理下的某個FastCGI進程掛了，PHP-FPM會根據用戶配置來看是否要重啓補全，PHP-FPM更像是管理器，而真正銜接Nginx與PHP的則是FastCGI進程。（圖5，FastCGI在請求流中的位置）
如上圖所示，FastCGI的下游，是CGI-APP，在我們的LNMP架構裏，這個CGI-APP就是PHP程序。而FastCGI的上游是Nginx，他們之間有一個通信載體，即圖中的socket。在我們上文圖3的配置文件中，fastcgi_pass所配置的內容，便是告訴Nginx你接收到用戶請求以後，你該往哪裏轉發，在我們圖3中是轉發到本機的一個socket文件，這裏fastcgi_pass也常配置爲一個http接口地址（這個可以在php-fpm.conf中配置）。而上圖5中的Pre-fork，則對應着我們PHP-FPM的啓動，也就是在我們啓動PHP-FPM時便會根據用戶配置啓動諸多FastCGI觸發器（FastCGI Wrapper）。
對FastCGI在Nginx+PHP的模式中的定位有了一定了解後，我們再來了解下Nginx中爲何能寫很多fastcgi_*的配置項。這是因爲Nginx的一個默認內置module實現了FastCGI的Client。關於Module ngx_http_fastcgi_module的詳細文檔可以查看這裏: http://nginx.org/en/docs/http/ngx_http_fastcgi_module.html 。我們關心一下我們圖4中的這些fastcgi_param都是些什麼吧，詳細描述見下圖。（圖6，nginx模塊中fastcgi_param的介紹）
從圖6中可以看到，fastcgi_param所聲明的內容，將會被傳遞給“FastCGI server”，那這裏指的就是fastcgi_pass所指向的server，也就是我們Nginx+PHP模式下的PHP-FPM所管理的FastCGI進程，或者說是那個socket文件載體。這時，有的同學會問：“爲什麼PHP-FPM管理的那些FastCGI進程要關心這些參數呢？”，好問題，我們一起想想我們做PHP應用開發時候有沒有用到 $_SERVER 這個全局變量，它裏面包含了很多服務器的信息，比如包含了用戶的IP地址。同學們不想想我們的PHP身處socket文件之後，爲什麼能得到遠端用戶的IP呢？聰明的同學應該注意到圖4中的一個fastcgi_param配置 REMOTE_ADDR ，這不正是我們在PHP中用 $_SERVER[‘REMOTE_ADDR’] 取到的用戶IP麼。的確，Nginx這個模塊裏fastcgi_param參數，就是考慮後端程序有時需要獲取Webserver外部的變量以及服務器情況，那麼ngx_http_fastcgi_module就幫我們做了這件事。真的是太感謝它啦！
那麼我們已經說清了FastCGI是個什麼東東，並且它在Nginx+PHP中的定位。我們回到前面提出的問題，“它起到銜接Nginx、PHP的什麼作用？”。
對PHP有一定了解的同學，應該會知道PHP提供SAPI面向Webserver來提供擴展編程。但是這樣的方式意味着你要是自主研發一套Webserver，你就需要學習SAPI，並且在你的Webserver程序中實現它。這意味着你的Webserver與PHP產生了耦合。在互聯網的大趨勢下，一般大家都不喜歡看到耦合。譬如Nginx在最初研發時候也不是爲了和PHP組成黃金搭檔而研發的，相信早些年的Nginx後端程序可能是其他語言開發。那麼解決耦合的辦法，比較好的方式是有一套通用的規範，上下游都兼容它。那麼CGI協議便成了Nginx、PHP都願意接受的一種方式，而FastCGI常住進程的模式又讓上下游程序有了高併發的可能。那麼，FastCGI的作用是Nginx、PHP的接口載體，就像插座與插銷，讓流行的WebServer與“世界上最好的語言”有了合作的可能。
有了這些基礎背景知識與他們的緣由，我們就可以舉一反三的做更多有意思的事情。譬如我在前年曾實現了Java程序中按照FastCGI Client的方式（替代Nginx）與PHP-FPM通信，實現Java項目+PHP的一種組合搭配，解決的問題是Java程序一般來說在代碼調整後需要編譯過程，而PHP可以隨時調整代碼隨時生效，那麼讓Java作爲項目外殼，一些易變的代碼由PHP實現，在需要的時候Java程序通過FastCGI與PHP打交道就好。這套想法也是基於對Nginx+PHP交互模式的理解之上想到的。
網絡中也有一些藉助FastCGI的嘗試與實踐，譬如《Writing Hello World in FCGI with C++》這篇文章，用C++實現一個FastCGI的程序，外部依然是某款Webserver來處理HTTP請求，但具體功能則有C++來實現，他們的中間交互同樣適用的FastCGI。同學們有興趣了也可以做些Geek嘗試。（圖7，C++實現一個FastCGI程序）
通過本文的講解，我們希望讓大家看到，Nginx+PHP的工程模式下，兩位主角分工明確，Nginx負責承載HTTP請求的響應與返回，以及超時控制記錄日誌等HTTP相關的功能，而PHP則負責處理具體請求要做的業務邏輯，它們倆的這種合作模式也是常見的分層架構設計中的一種，在它們各有專注面的同時，FastCGI又很好的將兩塊銜接，保障上下游通信交互，這種通過某種協議或規範來銜接好上下游的模式，在我們日常的PHP應用開發中也有這樣的思想落地，譬如我們所開發的高性能API，具體的Client到底是PC、APP還是某個其他程序，我們不關心，而這些PC、APP、第三方程序也不關心我們的PHP代碼實現，他們按照API的規範來請求做處理即可。同學們是不是發現技術思想是可以在各個環節融會貫通的，是不是很興奮？很刺激？哈，同學們開心就好，祝大家在工作學習過程中，能挖掘到更多的好知識，提升自己的同時造福身邊小夥伴！