FCGI协议及其特点与优势

FastCGI简介

随着Web应用程序的快速发展和大规模应用，对高效性和规模性的要求日益增强。作为Web服务器和程序之间进行数据交换的协议，CGI（Common Gateway Interface）已经曝出了它的无能为力。这时，FastCGI协议应运而生。

FastCGI是一种新兴的Web应用程序服务器扩展协议，它可以提高Web服务器的性能和可伸缩性，并使Web应用程序开发变得更加容易。本文旨在介绍FCGI协议及其特点与优势，以及FastCGI的原理和应用实现。

FCGI协议简介

FCGI（Fast Common Gateway Interface）是为解决CGI协议的性能问题而出现的，它是Web服务器和开发语言之间的一种协议。

在传统的CGI模式中，每个客户端请求都需生成一个对应的进程，这种机制很浪费资源和时间，处理效率较低。但是，在FCGI模式下，Web服务器运行一些可重用的进程，这些进程处理客户请求的过程中，采用一个多线程方式来处理请求。这样一来，每个客户端请求可以被同一进程处理，避免了进程的频繁创建和销毁，提高了Web服务器的效率和可伸缩性。

FCGI协议的设计思想需要 Web 服务器和某种语言的应用程序之间建立一个共享进程，该进程负责运行应用程序脚本。此进程会在 Web 服务器之外使用单个 Unix 套接字与 Web 服务器通信，并使用专门的 FastCGI 协议进行通信。此外，FastCGI 协议允许 Web 服务器上托管的多个应用程序与 FastCGI 进程间使用相同的套接字进行通信。

FCGI有很多的实现方式，包括Perl中的FCGI和PHP中的php-fpm等。

FCGI协议的特点

1.高性能

FCGI的设计思路使得Web服务器能够同时运行多个应用程序，通过复用进程并使用多线程的方式，避免了对于资源的浪费，因此其速度比普通CGI要快数倍以上。

2.可伸缩性

FCGI协议支持Web服务器动态地增加或减少运行进程，应用程序可以根据就收到的请求快速响应，同时也能够解决CGI中进程数的限制。

3.安全性

FCGI协议可以在一个独立的进程中运行应用程序，避免了应用程序直接运行在Web服务器进程上的一些安全风险，可以对已有CGI应用程序的评估和权限控制造成更好的保护。

4.操作系统独立

FCGI协议是基于Unix套接字的，但是由于也非常容易移植，其运行在许多平台上，包括Unix，Windows等。

FCGI协议的优势

1.性能提升

相对于CGI来说，FCGI在处理请求的速度上要快许多，因为其将进程作为一个运行环境来缓存资源，相对应到系统中，每个进程启动都必须有系统进行进程调度，进出状态相对较慢，而使用FCGI协议后，可以省略调度进程的环节，一定程度上提升机器的运行速度，也提升了CGI程序的性能。

2.稳定性提升

FCGI协议具有多进程的容错能力，一个进程异常时，其他进程并不会受到影响，可以正常运行，避免了CGI在进程异常情况下的一系列问题，为运维和维护提供了更高的便利性。

3.扩展性提升

CGI模式下，进出界面相对固定，不能进行功能扩展的操作，而FCGI就具有了相应的扩展性，只需要对应用程序解析的方式进行适当的调整，就可以对CGI的功能进行扩展，提高了CGI应用程序的灵活性。

FastCGI的工作原理

如上文所述，FCGI协议支撑的是Web服务器和CGI应用程序之间建立共享进程，从而使得一个Web服务器可以同时运行多个CGI进程，这些进程采用多线程的方式来处理客户端的请求，而FastCGI 的工作原理则是依据这种思想，实现Web服务器和CGI进程之间的通信。

具体来说，FastCGI在服务器端运行，并在Web服务器中处理CGI请求。通过这种方式，一个大量的CGI请求能够被同一个进程处理，避免了频繁地进程创建和销毁，极大地提高了Web服务器的效率和可伸缩性。

FastCGI的应用实现

FastCGI的应用实现依赖于不同的编程语言，主要有以下三种实现方式：

1.PHP-FPM

PHP-FPM是一种专为Nginx服务器提供的FastCGI实现方式，PHP-FPM作为一个守护进程运行，接收Nginx服务器的CGI请求，并使用FastCGI协议与Nginx服务器通信。PHP-FPM不需要每个请求启动一个CGI进程，而使用多线程的方式来处理所有已接收的请求。

2.Perl FCGI

Perl FCGI模块是Perl语言中的一种FastCGI实现方式。与PHP-FPM类似，CGI应用程序在Perl FCGI模块中作为一个守护进程来运行，在接收到Web服务器的请求后，采用FastCGI协议与服务器进行通信。

3.Apache Module

Apache Module是一种专为Apache服务器提供的FastCGI实现方式。它运行在服务器内部，Apache将CGI请求传送到Apache模块中，以及模块引用FastCGI进程，之后模块与FastCGI进程使用FastCGI协议进行通信。

总结

FastCGI协议是由于CGI性能问题而诞生的一种协议，通过多线程的方式，解决了频繁进程创建和销毁的问题，大大提高了Web服务器的效率和可伸缩性。同时，具有操作系统独立，安全性高等特点，也促使其成为一种被广泛应用的Web开发应用。

虽然FastCGI有着诸多的优点，但是，笔者也并不是认为FastCGI适用于任何情况。在实际应用中，需要根据具体情况进行选择，并综合考虑其优缺点以确定是否采用FastCGI。