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Nginx、uwsgi、php、flask相关原理,nginxuwsgi


原理一  Http请求和web服务器

一、Http请求

  用户打开浏览器并输入一串url地址时,到最终页面内容呈现在用户眼前时,这之间的步骤可大致整理如下:

    1)用户输入http://www.lxlxw.me。

    2)浏览器解析出主机名。

    3)浏览器查询这个主机名的ip地址如192.168.0.1(即dns解析)并获得端口号如80

    4)浏览器发起到192.168.0.1:80的连接。(tcp连接首次握手)

    5)浏览器向服务器发送一条http get或post报文。(有可能会先发送给proxy或gateway,再由它们转发给服务器,如nginx做反向代理以实现负载均衡)

    6)浏览器从服务器读取http响应报文。

    7)浏览器关闭连接。

  以上便是一条http请求的大致过程,理论上所有的http通信都是由tcp/ip承载的,即http使用tcp连接,其保证了在资源传输过程中是可靠的/不会丢失或损坏的。

  注:http和https比较,https就是在http层和tcp层之间接入了一个密码加密层,称之为TLS或SSL,常用于一些支付等安全性要求较高的网站。

  二:web服务器

    web服务器可以用来表示web服务器的软件,也可以表示提供web页面的特定设备或机器。这边主要是指通用软件web服务器,如apache或nginx。

    《http权威指南》中有一份用perl脚本写的web服务器的源码,实现了最简单的收发客户端报文的功能。

    当然,实际的web服务器比这要复杂的多,核心步骤整理如下:

      1)接受一个客户端(浏览器)连接,或者拒绝该客户端的连接并将其关闭。

      2)接受请求,从网络中读取一条http请求报文并解析。

      3)处理请求,对请求报文进行解析。

      4)访问资源,访问报文中指定的资源,有可能是缓存好的html静态页面或图片资源,也有可能是动态资源,如php文件,此时web server会通过fastcgi请求php应用程序以此产生动态资源,下面会详细讲。

      5)创建http响应报文,并回送给客户端。

      6)纪录事务处理过程,即记log。


原理二:CGI与Fastcgi


   为了解决不同的语言解释器(如php、python解释器)与webserver的通信,于是出现了cgi协议。只要你按照cgi协议去编写程序,就能实现语言解释器与webwerver的通信。如php-cgi程序。

  CGI(Common Gateway Interface)1993 年由美国国家超级电脑应用中心(NCSA)为 NCSA HTTPd Web 服务器开发的。效率: 每一个连接fork一个进程处理;

  讲Fastcgi之前需要先讲CGI,CGI是为了保证web server传递过来的数据是标准格式的,它是一个协议,方便CGI程序的编写者。Fastcgi是CGI的更高级的一种方式,是用来提高CGI程序性能的。

  web server(如nginx)只是内容的分发者。比如,如果请求/index.html,那么web server会去文件系统中找到这个文件,发送给浏览器,这里分发的是静态资源。

如果现在请求的是/index.php,根据配置文件,nginx知道这个不是静态文件,需要去找PHP解析器来处理,那么他会把这个请求简单处理后交给PHP解析器。此时CGI便是规定了要传什么数据/以什么格式传输给php解析器的协议。

当web server收到/index.php这个请求后,会启动对应的CGI程序,这里就是PHP的解析器。接下来PHP解析器会解析php.ini文件,初始化执行环境,然后处理请求,再以CGI规定的格式返回处理后的结果,退出进程。web server再把结果返回给浏览器。

那么CGI相较于Fastcgi而言其性能瓶颈在哪呢?CGI针对每个http请求都是fork一个新进程来进行处理,处理过程包括解析php.ini文件,初始化执行环境等,然后这个进程会把处理完的数据返回给web服务器,最后web服务器把内容发送给用户,刚才fork的进程也随之退出。 如果下次用户还请求动态资源,那么web服务器又再次fork一个新进程,周而复始的进行。

FastCGI (Fast Common Gateway Interface) 使用进程/线程池来处理一连串的请求。

    而Fastcgi则会先fork一个master,解析配置文件,初始化执行环境,然后再fork多个worker。当请求过来时,master会传递给一个worker,然后立即可以接受下一个请求。这样就避免了重复的劳动,效率自然是高。而且当worker不够用时,master可以根据配置预先启动几个worker等着;当然空闲worker太多时,也会停掉一些,这样就提高了性能,也节约了资源。这就是Fastcgi的对进程的管理。大多数Fastcgi实现都会维护一个进程池。注:swoole作为httpserver,实际上也是类似这样的工作方式。


原理三、PHP-FPM


    PHP-FPM(FastCGI Process Manager:FastCGI进程管理器)是一个PHPFastCGI管理器

       1)PHP-FPM是一个实现了Fastcgi的程序,PHP的解释器只能解析请求,返回结果,不会进程管理,那么便需要能够调度php-cgi进程的程序,如lighthttpd分离出来的spawn-fcgi,php-fpm也是。

       2)PHP-FPM是一个PHP FastCGI管理器,是只用于PHP的

       3)php-cgi和php-fpm都是CGI的实现,并提供进程管理的功能


原理四、正向与反向代理


    正向代理的过程:它隐藏了真实的请求客户端,服务端不知道真实的客户端是谁,客户端请求的服务都被代理服务器代替来请求。
    反向代理的过程:它隐藏了真是的服务器,当我们请求www.baidu.com的时候,就像拨打10086一样,背后可能有成千上万台服务器为我们服务,但不清楚具体是哪一台,www.baidu.com就是我们的反向代理服务器,Nginx就是性能很好的反向代理服务器,用来做负载均衡。
   正向与反向代理的区别在于代理的对象不同,正向代理代理的对象是客户端,反向代理代理的对象是服务端。

原理五、Nginx + PHP-FPM运行原理详解

     Nginx 是一个高性能的HTTP和反向代理服务器,php-fpm是FastCGI的实现,并提供进程管理的功能(按照cgi协议编写程序,就能实现语言解释器于webserver的通信。) Nginx通过反向代理功能将动态请求转向后台PHP-FPM。
原理六、WSGI /uwsgi/uWSGI这三个概念的区分

    WSGI:(Web Server Gateway Interface/Python Web Server Gateway Interface) ,是为Python语言定义的Web服务器和Web应用程序或框架之间的一种简单而通用的接口、网关(网关的作用就是在协议之间进行转换)。 作用:
        1)重写环境变量后,根据目标URL,将请求消息路由到不同的应用对象。         2)允许在一个进程中同时运行多个应用程序或应用框架。         3)负载均衡和远程处理,通过在网络上转发请求和响应消息。         4)进行内容后处理,例如应用XSLT样式表。  uwsgi协议是一个uWSGI服务器自有的协议,它用于定义传输信息的类型(type of information), 每个uwsgi packet 前4 bypte 为传输信息类型描述。 uWSGI 是一个Web服务器,它实现了WSGI协议,uwsgi、http等协议。

原理七、Flask + uWSGI + Nginx运行原理详解

  Flask:Flask是一个Python实现的Web开发微服务框架。   uWSGI: uWSGI是一个web服务器,它实现了WSGI协议、uwsgi、http协议等   释疑:     单独Flask也可以启动并提供web服务,但是Flask毕竟只是一个web框架,它的web服务只能用于开发环境,不能用于生产环境。(自带了WSGI server) uWSGI本身就是一个web服务器,这里引入nginx的原因是因为nginx是一个反向代理,这样,一些静态资源可用nginx提供服务,而其他转发给uWSGI。

Flask + uWSGI + Nginx + PHP-FPM的示意图


相关资料:
http://www.lxlxw.me/?p=216
https://segmentfault.com/q/1010000000256516 https://www.zhihu.com/question/24723688
https://segmentfault.com/a/1190000007322358 http://blog.csdn.net/buzaiqq/article/details/78984251 http://docs.jinkan.org/docs/flask/ http://blog.csdn.net/midion9/article/details/51354774

www.phpzy.comtrue/php/6373.htmlTechArticleNginx、uwsgi、php、flask相关原理,nginxuwsgi 原理一  Http请求和web服务器 一、Http请求   用户打开浏览器并输入一串url地址时,到最终页面内容呈现在用户眼前时,这之间的步骤可大致整理...

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