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FastCGI+lighttpd开发之介绍和环境搭建

作者:用户 来源:互联网 时间:2017-12-01 11:24:25

开发环境

FastCGI+lighttpd开发之介绍和环境搭建 - 摘要: 本文讲的是FastCGI+lighttpd开发之介绍和环境搭建, 原文:FastCGI+lighttpd开发之介绍和环境搭建 由于需要做一些简单的基于FastCGI的Web开发,开始学习和调研,本篇介绍CGI和FastCGI的概念以及基于FastCGI官方的devkit,以及lighttpd搭建起简单的

原文:FastCGI+lighttpd开发之介绍和环境搭建

由于需要做一些简单的基于FastCGI的Web开发,开始学习和调研,本篇介绍CGI和FastCGI的概念以及基于FastCGI官方的devkit,以及lighttpd搭建起简单的开发环境,以作备忘。

为啥要搞这个?

现在开发Web有N种选择,啥php,C#,java,ruby,nodejs...哪个都比开发FastCGI要简单和强大的多,为何还要跑到这么个底层来做Web服务呢。答案是嵌入式系统需求。我们知道嵌入式系统往往由于硬件的限制,为了节约处理器和内存,很多事情都需要省的点用。对于简单的Web服务,没有必要(或者不能)去使用高层次的编程框架,那么这个时候,就可以直接基于CGI那套协议来进行开发。通常在这个层次下,C语言是首选。

FastCGI和CGI的概念

要搞清楚FastCGI,必须先搞清楚CGI

参考

CGI与FastCGI

Nginx + CGI/FastCGI + C/Cpp

搞不清FastCgi与PHP-fpm之间是个什么样的关系

CGI

CGI是一种协议,用于扩展Web服务器原本的能力。我们知道,Web服务器最早是用来提供静态文件访问的,想要实现动态内容提供是比较困难的。CGI因此而产生。这是一套协议,简单的说,就是Web服务器在必要的时候,为了处理Request,会调起一个进程(CGI程序),让这个进程来处理请求,并将这个进程返回的结果返回给客户端。然后进程结束,下次请求重复这个过程。这个过程中涉及到Web进程和CGI程序进程的输入和输出协议,这个机制和协议就叫CGI。那么具体的说,在CGI程序中,输入和输出是通过stdin,stdout,stderr来进行的,请求的参数等则是通过环境变量来传递的。所以CGI程序其实没有语言限制,只要能够读取环境变量,读写标准输入输出即可。下图以Apache和Python为例,说明CGI的工作方式

FastCGI+lighttpd开发之介绍和环境搭建

Python的CGI扩展能够在Python解释器的帮助下,解释用户编写的Python脚本,从而输入输出,虽然这个模型相比上面阐述的基本模型要复杂一点,但是本质是相同的。

CGI的缺点很明显,每个请求都要启动进程来处理请求,进程启动的开销是没有必要的。

FastCGI

为了解决CGI的缺点,诞生了FastCGI。既然CGI的缺点是进程的频繁启动和关闭,那么是否可以有一个专门管理CGI进程的程序,在没有Request请求的情况下,保持多个CGI进程的挂起状态,当有请求的时候,分配一个进程来处理,处理完成后挂起,就像是进程池一样。这个进程池的管理程序称为FastCGI管理器,从字面看,它可以提高CGI程序的效率。

不光是处理模型的优化,CGI程序只能在Web服务器本机执行,而基于FastCGI的管理下,CGI程序可以被部署在远程,通过TCP Socket或者Unix domain Socket来传输数据,这种模式可以理解为FastCGI代理

FastCGI管理器有多种形式。例如:Apache和Lighttpd是通过模块的方式实现FastCGI管理器的,而Nginx则是通过FastCGI代理模式实现的(也就是说需要一个单独的FastCGI管理器进程,该进程通过侦听TCP Socket或者Unix domain Socket在Nginx和CGI程序之间起到桥梁作用)。

同样是Apache和Python为例,下图为FastCGI的启动和运行的模型

FastCGI+lighttpd开发之介绍和环境搭建

Apache在调用用户脚本的时候,会依靠Apache内建的FastCGI模块来调度CGI进程,CGI进程也不会消亡,下次请求就不需要重新启动解析器了。而且CGI进程是通过Socket形式实现输入输出的,当然CGI程序在编写的时候,仍然是通过stdin,stdout,stderr来输入输出,只是最终可能是通过网络来实现的,这样做可以实现从CGI程序到FastCGI程序的平滑过渡。你会发现开发FastCGI程序跟开发CGI程序并没有多少区别。

关于Nginx的FastCGI代理模式,有必要多说几句。Nginx自身没有实现FastCGI管理器,但是Nginx可以支持FastCGI代理,我们来看看Nginx是如何配置php的就明白了:

location ~ /.php$ {root  html;fastcgi_pass   127.0.0.1:9000;fastcgi_index  index.php;fastcgi_param  SCRIPT_FILENAME  /scripts$fastcgi_script_name;includefastcgi_params;}

可以看到,Nginx其实是把请求扔给127.0.0.1:9000,那么还需要一个程序来监听127.0.0.1:9000啊,对了。这个程序就是php-fpm,所以我们在用Nginx配置php的时候需要:

php-fpm start

php-fpm可以帮Nginx实现CGI进程管理器的功能。看起来好麻烦有没有,为什么Apache无需php-fpm,原因上面说了,Apache是通过模块实现的,无需单独启动php-fpm

那么,如何开始开发一个FastCGI程序呢,我们需要FastCGI的开发套件,以及一个合适的Web服务器,这里FastCGI套件从这里下载,Web服务器,我们选择了lighttpd,因为既然要直接开发CGI程序,那么通常你会选择尽可能轻量的Web服务器。当然支持FastCGI的Web服务器很多,这里有列表

准备lighttpd

lighttpd的安装就不多说了,你可以选择编译安装或者源安装,我选择了编译安装,所以后续的启动啥的麻烦一点。

lighttpd的启动和重启

如果是编译安装的,那么你需要将源码包doc里面的config文件夹复制到/etc下,并重命名为lighttpd,这里面是lighttpd的一系列启动配置,然后像下面这样启动:

/usr/local/sbin/lighttpd -f /etc/lighttpd/lighttpd.conf

如果你经常折腾Web服务器,这应该很好理解。当然你可以查看一下配置文件,了解个大概(尤其是日志文件的位置),由于配置文件有很多注释,分享一个命令,能去掉注释部分,只看重点:

sed -n '/^/s*[^#]/p' /etc/lighttpd/lighttpd.conf

重启的话,可以通过下面命令先杀掉相关的进程,然后再启动

killall lighttpd/usr/local/sbin/lighttpd -f /etc/lighttpd/lighttpd.conf

lighttpd配置fastcgi模块

这个相对简单,在/etc/lighttpd/modules.conf,将里面的fastcgi模块的引用反注释掉

include "conf.d/fastcgi.conf"

那么关于fastcgi的配置就顺理成章的在conf.d/fastcgi.conf中了,其中关键的一句是:

server.modules += ( "mod_fastcgi" )

底下有很多示例配置,尤其是对php的配置示例,尤其详细,然而我们是直接做CGI程序,可以参考这个配置

fastcgi.debug = 1fastcgi.server = (".fcgi" => ( "local" => (  "socket" => socket_dir + "fcgitest-fcgi.socket",  "checklocal" => "disable",  "bin-path" => server_root + "/htdocs/cgi-bin/fh.fcgi",  "idle-timeout" => 10,  "min-procs" => 1,  "max-procs" => 1 )))

理解了FastCGI原理后,再来看这个其实很容易理解:

  1. 对所有.fcgi后缀的处理

  2. 通过fcgitest-fcgi.socket

  3. /htdocs/cgi-bin/fh.fcgi程序来处理

  4. 最多同时驻留1个CGI进程,最少1个(对于嵌入式系统,并不是要处理高并发,多个进程并没有意义)

我们可以通过浏览器访问http://localhost/cgi-bin/fh.fcgi,即可执行fh.fcgi程序(这里htdocs是配置的文档根目录)。

那么接下来的重点是开发/htdocs/cgi-bin/fh.fcgi程序。

开始开发FastCGI程序

开发套件的安装

下载好套件后,解压在fcgi-devel-kit目录

cd fcgi-devel-kit./configuremakecd libfcgimakemake install

显然我们其实需要的是FastCGI的includelib,上面的命令可以在/usr/local/lib下创建几个相关的库文件:

-rw-r--r--.  1 root root 204902 Nov 15 20:09 libfcgi.a-rwxr-xr-x.  1 root root704 Nov 15 20:09 libfcgi.lalrwxrwxrwx.  1 root root 16 Nov 15 20:09 libfcgi.so -> libfcgi.so.0.0.0lrwxrwxrwx.  1 root root 16 Nov 15 20:09 libfcgi.so.0 -> libfcgi.so.0.0.0-rwxr-xr-x.  1 root root 145320 Nov 15 20:09 libfcgi.so.0.0.0

.a是静态库,.la是基于libtool的链接库。后面你可以选择使用.a来链接,也可以使用libtool工具,使用.la来构建。

完成套件的安装后,先创建一个项目文件,并将include和libtool工具拷贝进去(如果你不打算用libtool编译,可以不拷贝libtool)

mkdir -p ~/Projects/fhcp -r ~/fcgi-devel-kit/include ~/Project/fh/fcgi_inccp ~/fcgi-devel-kit/libtool ~/Project/fh/libtool

创建一个main.c文件,并编辑如下:

#include <fcgi_stdio.h>#include <stdio.h>int main(){ int count = 0; while(FCGI_Accept() >= 0){printf("Content-type: text/html/r/n"   "/r/n"   "<title>FastCGI Hello! (C, fcgi_stdio library)</title>"   "<h1>FastCGI Hello! (C, fcgi_stdio library)</h1>"   "Request number %d running on host <i>%s</i>/n",++count, getenv("SERVER_NAME")); }}

上面的程序跟普通的CGI程序的关键区别在于while(FCGI_Accept() >= 0),这个条件会在没有请求需要处理的时候阻塞,那么进程就会挂起,并在正常情况下不会退出。这样就实现了进程驻留的效果。

编译和链接

使用libtool进行编译和链接

./libtool --mode=compile gcc -I fcgi_inc -c main.crm -f .libs/main.logcc -I fcgi_inc -c main.c  -fPIC -DPIC -o .libs/main.logcc -I fcgi_inc -c main.c -o main.o >/dev/null 2>&1mv -f .libs/main.lo main.lo

编译得到的是main.lomain.o,前者用于继续用libtool链接FastCGI的lib,后者可用于普通的链接。

接着链接:

./libtool --mode=link gcc -o fh main.lo /usr/local/lib/libfcgi.lagcc -o fh main.o  /usr/local/lib/libfcgi.so -lnsl  -Wl,--rpath -Wl,/usr/local/lib -Wl,--rpath -Wl,/usr/local/lib

得到的程序fh,是通过main.o/usr/local/lib/libfcgi.so链接后生成的(动态链接),可以看到libtool实际上只是对gcc的一个包装而已。据说是为了方便解决依赖库,笔者折腾了好久才弄清楚。

最后,将fh复制到目标目录,并重命名。当然如果fh.fcgi进程已经由lighttpd启动,需要杀掉进程,再覆盖。

cp -f fh /srv/www/htdocs/cgi-bin/fh.fcgi

最后使用浏览器的访问效果:

FastCGI+lighttpd开发之介绍和环境搭建

需要注意的是,访问的文件还是必须物理存在的(因为没有配置任何rewrite),比如这里访问的cgi-bin/fg.fcgi,实际上映射了/srv/www/htdocs/cgi-bin/fg.fcgi文件,然后再用fastcgi的方式来处理。否则只会返回404,笔者在这里卡了一下。

结语

花了一天时间,简单实验的FastCGI的开发,后续还需要使用IDE来开发,并实现交叉编译,后面再折腾了。

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