搭过php相关环境的同学应该对fastcgi不陌生,那么fastcgi究竟是什么东西,为什么nginx可以通过fastcgi来对接php?
Fastcgi Record
Fastcgi其实是一个通信协议,和HTTP协议一样,都是进行数据交换的一个通道。
HTTP协议是浏览器和服务器中间件进行数据交换的协议,浏览器将HTTP头和HTTP体用某个规则组装成数据包,以TCP的方式发送到服务器中间件,服务器中间件按照规则将数据包解码,并按要求拿到用户需要的数据,再以HTTP协议的规则打包返回给服务器。
类比HTTP协议来说,fastcgi协议则是服务器中间件和某个语言后端进行数据交换的协议。Fastcgi协议由多个record组成,record也有header和body一说,服务器中间件将这二者按照fastcgi的规则封装好发送给语言后端,语言后端解码以后拿到具体数据,进行指定操作,并将结果再按照该协议封装好后返回给服务器中间件。
和HTTP头不同,record的头固定8个字节,body是由头中的contentLength指定,其结构如下:
typedef struct {
/* Header */
unsigned char version; // 版本
unsigned char type; // 本次record的类型
unsigned char requestIdB1; // 本次record对应的请求id
unsigned char requestIdB0;
unsigned char contentLengthB1; // body体的大小
unsigned char contentLengthB0;
unsigned char paddingLength; // 额外块大小
unsigned char reserved;
/* Body */
unsigned char contentData[contentLength];
unsigned char paddingData[paddingLength];
} FCGI_Record;
头由8个uchar类型的变量组成,每个变量1字节。其中,requestId
占两个字节,一个唯一的标志id,以避免多个请求之间的影响;contentLength
占两个字节,表示body的大小。
语言端解析了fastcgi头以后,拿到contentLength
,然后再在TCP流里读取大小等于contentLength
的数据,这就是body体。
Body后面还有一段额外的数据(Padding),其长度由头中的paddingLength指定,起保留作用。不需要该Padding的时候,将其长度设置为0即可。
可见,一个fastcgi record结构最大支持的body大小是2^16
,也就是65536字节。
Fastcgi Type
刚才我介绍了fastcgi一个record中各个结构的含义,其中第二个字节type
我没详说。
type
就是指定该record的作用。因为fastcgi一个record的大小是有限的,作用也是单一的,所以我们需要在一个TCP流里传输多个record。通过type
来标志每个record的作用,用requestId
作为同一次请求的id。
也就是说,每次请求,会有多个record,他们的requestId
是相同的。
借用该文章中的一个表格,列出最主要的几种type
:
看了这个表格就很清楚了,服务器中间件和后端语言通信,第一个数据包就是type
为1的record,后续互相交流,发送type
为4、5、6、7的record,结束时发送type
为2、3的record。
当后端语言接收到一个type
为4的record后,就会把这个record的body按照对应的结构解析成key-value对,这就是环境变量。环境变量的结构如下:
typedef struct {
unsigned char nameLengthB0; /* nameLengthB0 >> 7 == 0 */
unsigned char valueLengthB0; /* valueLengthB0 >> 7 == 0 */
unsigned char nameData[nameLength];
unsigned char valueData[valueLength];
} FCGI_NameValuePair11;
typedef struct {
unsigned char nameLengthB0; /* nameLengthB0 >> 7 == 0 */
unsigned char valueLengthB3; /* valueLengthB3 >> 7 == 1 */
unsigned char valueLengthB2;
unsigned char valueLengthB1;
unsigned char valueLengthB0;
unsigned char nameData[nameLength];
unsigned char valueData[valueLength
((B3 & 0x7f) << 24) + (B2 << 16) + (B1 << 8) + B0];
} FCGI_NameValuePair14;
typedef struct {
unsigned char nameLengthB3; /* nameLengthB3 >> 7 == 1 */
unsigned char nameLengthB2;
unsigned char nameLengthB1;
unsigned char nameLengthB0;
unsigned char valueLengthB0; /* valueLengthB0 >> 7 == 0 */
unsigned char nameData[nameLength
((B3 & 0x7f) << 24) + (B2 << 16) + (B1 << 8) + B0];
unsigned char valueData[valueLength];
} FCGI_NameValuePair41;
typedef struct {
unsigned char nameLengthB3; /* nameLengthB3 >> 7 == 1 */
unsigned char nameLengthB2;
unsigned char nameLengthB1;
unsigned char nameLengthB0;
unsigned char valueLengthB3; /* valueLengthB3 >> 7 == 1 */
unsigned char valueLengthB2;
unsigned char valueLengthB1;
unsigned char valueLengthB0;
unsigned char nameData[nameLength
((B3 & 0x7f) << 24) + (B2 << 16) + (B1 << 8) + B0];
unsigned char valueData[valueLength
((B3 & 0x7f) << 24) + (B2 << 16) + (B1 << 8) + B0