1. 基本介绍

在LNMP经典架构中，Nginx作为Web服务器，负责将PHP请求转发给PHP-FPM处理:

location ~  \.php$ {
    include fastcgi_params;      
    fastcgi_pass  127.0.0.1:9000;
    fastcgi_index index.php;
}

Nginx服务器通过FastCGI协议，发送环境变量和 HTTP 数据给PHP-FPM，Nginx和PHP-FPM之间可以通过 Unix domain socket 或 TCP connection 进行通信，PHP-FPM 处理请求后，通过相同的连接返回数据给 Nginx。

PHP-FPM是PHP实现的FastCGI Process Manager(FastCGI进程管理器), 负责管理创建和管理PHP FastCGI进程。在PHP 5.4之后PHP-FPM已经整合进入PHP源代码中，如果需要使用，在安装PHP./configure的时候带上-enable-fpm参数即可：

./configure --prefix=/usr/local/php7 --with-config-file-path=/usr/local/php7/etc --enable-fpm ...

2. PHP-FPM工作原理

1. FastCGI进程管理器自身初始化，包括master和worker进程两部分，master进程监听端口，接收来自Web Server请求，worker进程一般具有多个，每个worker进程都有一个cgi进程解释器，用来执行php代码, 等待来自Web Server的连接;
2. 当客户端请求到达Web Server时，FastCGI进程管理器选择并连接到一个CGI解释器。Web Server将CGI环境变量和标准输入发送到FastCGI子进程php-cgi;
3. FastCGI子进程完成处理后将标准输出和错误信息从同一连接返回Web Server。当FastCGI子进程关闭连接时，请求便告知处理完成。FastCGI子进程接着等待并处理来自FastCGI继承管理器的下一个连接;

以下是某服务器上运行的PHP-FPM进程情况：

root     16728  0.0  0.3 223832 12320 ?        Ss   Oct10   0:25 php-fpm: master process (/usr/local/php7/etc/php-fpm.conf)
www-data 16729  0.0  0.5 447776 19868 ?        Sl   Oct10   0:08 php-fpm: pool www
www-data 16730  0.0  0.5 523508 23248 ?        Sl   Oct10   0:07 php-fpm: pool www
www-data 16731  0.0  0.4 447592 18624 ?        Sl   Oct10   0:08 php-fpm: pool www
www-data 16732  0.0  0.4 447572 18340 ?        Sl   Oct10   0:08 php-fpm: pool www
www-data 16733  0.0  0.4 447592 18424 ?        Sl   Oct10   0:09 php-fpm: pool www
www-data 16746  0.0  0.4 447572 19524 ?        Sl   Oct10   0:09 php-fpm: pool www

3. PHP-FPM配置

FPM配置文件分为php-fpm.conf和进程池配置文件，其语法类似 php.ini 。其php手册上也有详细的讲解：http://php.net/manual/zh/install.fpm.configuration.php (opens new window) 。

配置文件示例：

[global]
pid = run/php-fpm.pid
log_level = error

[www]
user = www-data
group = www-data

listen = 127.0.0.1:9000
slowlog = /usr/local/php7/var/log/$pool.log.slow
request_slowlog_timeout = 2
request_terminate_timeout = 60
pm = dynamic
pm.max_children = 50
pm.start_servers = 5
pm.min_spare_servers = 5
pm.max_spare_servers = 35
pm.max_requests = 500
pm.status_path = /fpm_status

3.1 全局配置

• pid：master进程pid存放路径，默认: pid = #INSTALL_PREFIX#/run/php-fpm.pid
• error_log： 错误日志文件路径，默认：error_log = #INSTALL_PREFIX#/log/php-fpm.log， 设置为 “syslog”，日志将不会写入本地文件，而是发送到 syslogd
• log_level：日志级别, alert, error, warning, notice, debug, 默认值: notice
• syslog.facility：设置何种程序记录消息，默认值：daemon。
• syslog.ident：为每条信息添加前缀。 如果在同一台服务器上运行了多个 FPM 实例，可以修改此默认值来满足需求。默认值：php-fpm
• daemonize：设置FPM是否在后台运行，默认值：yes
• process.max：Fork 的最大 FPM 进程数。使用动态管理进程数时，此设计可以控制在一个进程池内的全局进程数量。 使用需谨慎。默认值：0。
• rlimit_files：设置 master 进程的打开文件描述符 rlimit 数，默认取系统值

3.2 进程池配置

php-fpm可以配置多个pool(进程池)，每个pool都是以一个独立的配置文件来运作，默认都会定义在主配置文件的include包含文件目录中。php默认会提供一个www的pool，大概配置如下：

• user：FPM 进程运行的Unix用户，默认为nobody，一般设置为www-data
• group： FPM 进程运行的 Unix 用户组, 默认为nobody, 一般设置为www-data
• listen： 设置接受 FastCGI 请求的地址，默认为127.0.0.1:9000
• pm：设置进程管理器如何管理子进程，可用值：static，ondemand，dynamic
  • static： 子进程的数量是固定的（pm.max_children)
  • ondemand：进程在有需求时才产生（当请求时才启动。与 dynamic 相反，在服务启动时 pm.start_servers 就启动了
  • dynamic：子进程的数量在下面配置的基础上动态设置：pm.max_children，pm.start_servers，pm.min_spare_servers，pm.max_spare_servers
• pm.max_children：pm设置为static时表示创建的子进程的数量，pm设置为dynamic时表示最大可创建的子进程的数量
• pm.start_servers：设置启动时创建的子进程数目，仅在pm设置为dynamic时使用
• pm.min_spare_servers：设置空闲服务进程的最低数目，仅在pm设置为dynamic时使用
• pm.max_spare_servers：设置空闲服务进程的最大数目，仅在pm设置为dynamic时使用
• pm.process_idle_timeout：秒数，多久之后结束空闲进程，仅当设置pm为ondemand时使用。 可用单位：s（秒），m（分），h（小时）或者 d（天）。默认单位：10s
• pm.max_requests：设置每个子进程重生之前服务的请求数
• pm.status_path：FPM 状态页面的网址, 可以借助于这个数据调整PHP-FPM配置
• ping.path：FPM 监控页面的 ping 网址。如果没有设置，则无法访问 ping 页面。该页面用于外部检测 FPM 是否存活并且可以响应请求，请注意必须以斜线开头（/）
• ping.response：用于定义 ping 请求的返回响应。返回为 HTTP 200 的 text/plain 格式文本，默认值：pong
• access.log：Access log 文件路径，默认未设置
• access.format：Access log 格式，默认值: %R - %u %t %m %r %s
• slowlog：慢请求的记录日志，默认值：#INSTALL_PREFIX#/log/php-fpm.log.slow
• request_slowlog_timeout：当一个请求该设置的超时时间后，就会将对应的 PHP 调用堆栈信息完整写入到慢日志中，默认值：0（关闭）
• request_terminate_timeout：设置单个请求的超时中止时间，该选项可能会对 php.ini 设置中的 max_execution_time 因为某些特殊原因没有中止运行的脚本有用，设置为 '0' 表示 'Off'
• rlimit_files：设置文件打开描述符的 rlimit 限制，默认值：系统定义值

4. 配置优化

4.1 进程配置

PHP-FPM是多进程模式，master进程管理worker进程，进程的数量，都可以通过php-fpm.conf做具体配置，而PHP-FPM的进程，亦可以分为动态模式及静态模式。

• 静态（static）：直接开启指定数量的php-fpm进程，不再增加或者减少；启动固定数量的进程，占用内存高。但在用户请求波动大的时候，对Linux操作系统进程的处理上耗费的系统资源低。
• 动态（dynamic）：开始的时候开启一定数量的php-fpm进程，当请求量变大的时候，动态的增加php-fpm进程数到上限，当空闲的时候自动释放空闲的进程数到一个下限。动态模式，会根据max、min、idle children 配置，动态的调整进程数量。在用户请求较为波动，或者瞬间请求增高的时候，进行大量进程的创建、销毁等操作，而造成Linux负载波动升高，简单来说，请求量少，PHP-FPM进程数少，请求量大，进程数多。优势就是，当请求量小的时候，进程数少，内存占用也小。
• 按需模式（ondemand）：这种模式下，PHP-FPM的master不会fork任何的子进程，纯粹就是按需启动子进程，这种模式很少使用，因为这种模式，基本上是无法适应有一定量级的线上业务的。由于php-fpm是短连接的，所以每次请求都会先建立连接，建立连接的过程必然会触发上图的执行步骤，所以，在大流量的系统上master进程会变得繁忙，占用系统cpu资源，不适合大流量环境的部署

大概逻辑如下：

• 在pm=dynamic时，如果idle worker数量<pm.min_spare_servers，创建新的子进程
• 在pm=dynamic时，如果idle worker数量>pm.max_spare_servers，杀死多余的空闲子进程
• 在pm=ondemand时，如果idle worker空闲时间>pm.process_idle_timeout，杀死该空闲进程
• 当连接到达时，检测如果worker数量>pm.max_children，打印warning日志，退出；如果无异常，使用idle worker服务，或者新建worker服务

进程配置总结：

进程配置关系到PHP-FPM并发处理量，与服务器QPS指数息息相关，以下是几点经验总结：

• 内存比较少，并发量不是很大的应用，可以考虑采用dynamic的方式，这样可以控制php-fpm所消耗的总内存数。
• 在并发高或者流量波动大的情况下，使用static可以在高并发下获得比dynamic更快的响应速度。
• 可配置进程数量: php-fpm 可配置内存 / （php-fpm 子进程的内存占用 * 1.2）

4.2 最大处理请求数

最大处理请求数是指一个php-fpm的worker进程在处理多少个请求后就终止掉，master进程会重新respawn一个新的，这个配置的主要目的是避免php解释器或程序引用的第三方库造成的内存泄露。

pm.max_requests = 10240

4.3 最长执行时间

最大执行时间在php.ini和php-fpm.conf里都可以配置，配置项分别为max_execution_time和request_terminate_timeout

5. 常见异常

5.1 502错误

502 Bad Gateway 在php.ini和php-fpm.conf中分别有这样两个配置项：max_execution_time和request_terminate_timeout。 这两项都是用来配置一个PHP脚本的最大执行时间的，当超过这个时间时，PHP-FPM不只会终止脚本的执行，还会终止执行脚本的Worker进程，Nginx会发现与自己通信的连接断掉了，就会返回给客户端502错误。

5.2 504错误

504 Gateway Time-out由于程序执行时间过长导致响应超时，例如程序需要执行90秒，而nginx最大响应等待时间为30秒，这样就会出现超时。

PHP-FPM设置的脚本最大执行时间已经够长了，但执行耗时PHP脚本时，发现Nginx报错从502变为504了。这是为什么呢？

因为我们修改的只是PHP的配置，Nginx中也有关于与上游服务器通信超时时间的配置 factcgi_connect/read/send_timeout。

# fastcgi连接超时时间，默认60秒
fastcgi_connect_timeout 

# nginx 进程向 fastcgi 进程发送请求过程的超时时间，默认值60秒
fastcgi_send_timeout 

# fastcgi 进程向 nginx 进程发送输出过程的超时时间，默认值60秒 
fastcgi_read_timeout 

总结：

• 502网关错误：主要是PHP执行超时，但是没有超过Web设置的响应时长，这个时候PHP-FPM的woker进程挂起重启，所以出现网关错误，即下游服务器中断了，这种情况一般都是调整php执行时间。
• 504网关超时：主要是PHP执行时间超过Web设置的响应时长，这种情况一般都是修改Web服务器响应时间，