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php nodejs nginx 进程模型对比

PHP 进程模型


 

PHP-FPM 是 PHP 针对 FastCGI 协议的具体实现,也是 PHP 在多种服务器端应用编程端口(SAPI:cgi、fast-cgi、cli、isapi、apache)里使用最普遍、性能最佳的一款进程管理器。

PHP-FPM 这种模型是非常典型的多进程同步模型,意味着一个请求对应一个进程线程,并且 IO 是同步阻塞的。所以尽管 PHP-FPM 维护着独立的 CGI 进程池、系统也可以很轻松的管理进程的生命周期,

受制于服务器的硬件设施,PHP-FPM 需要指定合理的 php-fpm.conf 配置:

pm.max_children # 子进程最大数

pm.start_servers # 启动时的子进程数

pm.min_spare_servers # 最小空闲进程数,空闲进程不够时自动补充

pm.max_spare_servers # 最大空闲进程数,空闲进程超过时自动清理

pm.max_requests = 1000 # 子进程请求数阈值,超过后自动回收

PHP 进程本身并不存在内存泄露的问题,每个进程完成请求处理后会回收内存,但是并不会释放给操作系统,这就导致大量内存被 PHP-FPM 占用而无法释放,请求量升高时性能骤降。

所以 PHP-FPM 需要控制单个子进程请求次数的阈值。很多人会误以为 max_requests 控制了进程的并发连接数,实际上 PHP-FPM 模式下的进程是单一线程的,请求无法并发。这个参数的真正意义是提供请求计数器的功能,超过阈值数目后自动回收,缓解内存压力。

nginx进程模型


Nginx 是非阻塞IO & IO复用模型,通过操作系统提供的类似 epoll 的功能,可以在一个线程里处理多个客户端的请求。
Nginx 的进程就是线程,即每个进程里只有一个线程,但这一个线程可以服务多个客户端。

nginx在启动后,会有一个master进程和多个worker进程。master进程主要用来管理worker进程,包含:接收来自外界的信号,向各worker进程发送信号,监控worker进程的运行状态,当worker进程退出后(异常情况下),会自动重新启动新的worker进程。而基本的网络事件,则是放在worker进程中来处理了。多个worker进程之间是对等的,他们同等竞争来自客户端的请求,各进程互相之间是独立的。一个请求,只可能在一个worker进程中处理,一个worker进程,不可能处理其它进程的请求。worker进程的个数是可以设置的,一般我们会设置与机器cpu核数一致,这里面的原因与nginx的进程模型以及事件处理模型是分不开的

因此才有了异步非阻塞的事件处理机制。具体到系统调用就是像select/poll/epoll/kqueue这样的系统调用。他们提供了一种机制,让你可以同时监控多个事件,调用他们是阻塞的,但可以设置超时时间,在超时时间之内,如果有事件准备好了,就返回。这种机制解决了我们上面两个问题。

               以epoll为例:当事件没有准备好时,就放入epoll里面。如果有事件准备好了,那么就去处理;如果事件返回的是EAGAIN,那么继续将其放入epoll里面。从而,只要有事件准备好了,我们就去处理她,只有当所有时间都没有准备好时,才在epoll里面等着。这样,我们就可以并发处理大量的并发了,当然,这里的并发请求,是指未处理完的请求,线程只有一个,所以同时能处理的请求当然只有一个了,只是在请求间进行不断地切换而已,切换也是因为异步事件未准备好,而主动让出的。这里的切换是没有任何代价,你可以理解为循环处理多个准备好的事件,事实上就是这样的

nodejs 进程模型


我们都知道nodejs最大的特点就是单进程、无阻塞运行,并且是异步事件驱动的。Nodejs的这些特性能够很好的解决一些问题,例如在服务器开发中,并发的请求处理是个大问题,阻塞式的函数会导致资源浪费和时间延迟。通过事件注册、异步函数,开发人员可以提高资源的利用率,性能也会改善。既然Node.js采用单进程、单线程模式,那么在如今多核硬件流行的环境中,单核性能出色的Nodejs如何利用多核CPU呢?创始人Ryan Dahl建议,运行多个Nodejs进程,利用某些通信机制来协调各项任务。目前,已经有不少第三方的Node.js多进程支持模块发布,而NodeJS 0.6.x 以上的版本提供了一个cluster模块 ,允许创建“共享同一个socket”的一组进程,用来分担负载压力。