【入門篇】Nginx + FastCGI 程序（C/C++） 搭建高性能web service的Demo及部署發布

由於最近工作的需要，本人學習了一下利用高性能web server - Nginx，來發布C/C++編寫的fastCGI程序，詳細細節如下。

 

 

1.介紹

    Nginx - 高性能web server，這個不用多說了，大家都知道。

    FastCGI程序 - 常駐型CGI程序，它是語言無關的、可伸縮架構的CGI開放擴展，其主要行為是將CGI解釋器進程保持在內存中並因此獲得較高的性能。

    Nginx要調用FastCGI程序，需要用到FastCGI進程管理程序（因為nginx不能直接執行外部的cgi程序，我們可使用lighttpd中的spawn-fastcgi來讓nginx可支持外部cgi運行。也有其他方法安裝nginx-fcgi來讓nginx支持cgi，這里是使用spawn-fastcgi的方法），來達到調用FastCGI程序的目的。Nginx本身沒有集成類似的模塊，而Apache具備該功能模塊，所以不需要額外安裝FastCGI進程管理程序。

 

2.工作原理

    Nginx不支持對外部程序的直接調用或者解析，所有的外部程序（包括PHP）必須通過FastCGI接口來調用。FastCGI接口在Linux下是socket（這個socket可以是文件socket，也可以是ip socket）。為了調用CGI程序，還需要一個FastCGI的wrapper（wrapper可以理解為用於啟動另一個程序的程序），這個wrapper綁定在某個固定socket上，如端口或者文件socket。

    當Nginx將CGI請求發送給這個socket的時候，通過FastCGI接口，wrapper接收到請求，然后派生出一個新的線程，這個線程調用解釋器或者外部程序處理腳本並讀取返回數據；接着，wrapper再將返回的數據通過FastCGI接口，沿着固定的socket傳遞給Nginx；最后，Nginx將返回的數據發送給客戶端。這就是Nginx+FastCGI的整個運作過程，如圖1所示。

 

     ​

​圖1 Nginx+FastCGI運行過程​

 

    FastCGI接口方式在腳本解析服務器（CGI應用程序服務器）上啟動一個或者多個守護進程對動態腳本進行解析，這些進程就是FastCGI進程管理器，或者稱為FastCGI引擎。 spawn-fcgi與PHP-FPM都是FastCGI進程管理器（支持PHP和C/C++​）。​

    

     介紹到這里，大家 應該都對該模式有了一定的了解，下面開始進行實戰！     

 

3.環境部署

3.1.Nginx的安裝、部署與配置

    nginx下載目錄 http://nginx.org/en/download.html

    這我們使用的是nginx-1.5.10

    

     [安裝]

    下載以后解壓並安裝（請記得看README）

     ./configure （注意了類似checking for *** ... not found項，可能是依賴包沒有，則需要安裝依賴包）

    

    缺少 pcre，則需要額外安裝 http://www.pcre.org/ （或者采用apt-get或yum的安裝方式）

    缺少 zlib，則需要額外安裝 http://www.zlib.net/ （或者采用apt-get或yum的安裝方式）  

    缺少 OpenSSL，則需要額外安裝 http://www.openssl.org （或者采用apt-get或yum的安裝方式）  

     如果需要配置安裝額外的功能模塊，可以參考這里 http://wiki.codemongers.com/NginxChsInstall

 

     make

     make install （默認安裝到 /usr/local/nginx）

 

     [配置和管理]     

    1）執行選項
        -c </path/to/config> 為 Nginx 指定一個配置文件，來代替缺省的。不輸入則使用默認的配置文件。
        -t 不運行，而僅僅測試配置文件。nginx 將檢查配置文件的語法的正確性，並嘗試打開配置文件中所引用到的文件。
        -v 顯示 nginx 的版本。
        -V 顯示 nginx 的版本，編譯器版本和配置參數。

 

    2）檢查配置文件

         sudo ./nginx -t
        nginx: the configuration file /usr/local/nginx/conf/nginx.conf syntax is ok
        nginx: configuration file /usr/local/nginx/conf/nginx.conf test is successful

   

     3）啟動 - 默認和特殊

         /usr/local/nginx/sbin/nginx （默認啟動方式）

         /usr/local/nginx/sbin/nginx -c /usr/local/nginx/conf/nginx.conf （指定配置文件啟動）

    

    4）查看nginx進程號（master是主進程）

         ps -ef | grep nginx 

 

    5）重新加載配置文件

         sudo kill -HUP [nginx主進程號]
        通過系統的信號控制 Nginx
        可以使用信號系統來控制主進程。默認，nginx 將其主進程的 pid 寫入到 /usr/local/nginx/logs/nginx.pid 文件中。通過傳遞參數        給 ./configure 或使用 pid 指令，來改變該文件的位置。

        

        主進程可以處理以下的信號：

        命令 說明 備注
        TERM, INT 快速關閉  
        QUIT 從容關閉  
        HUP 重載配置 用新的配置開始新的工作進程    從容關閉舊的工作進程
        USR1 重新打開日志文件  
        USR2 平滑升級可執行程序  
        WINCH 從容關閉工作進程  

 

    6）默認目錄結構

        主目錄： /usr/local/nginx/
        配置目錄： /usr/local/nginx/conf/
        root目錄： /usr/local/nginx/html/

        可執行文件路徑： /usr/local/nginx/sbin/

 

3.2.spawn_fastcgi的安裝、部署與配置

    spawn_fastcgi  https://github.com/lighttpd/spawn-fcgi 

    這里使用的是1.6.3的版本 https://github.com/lighttpd/spawn-fcgi/releases/tag/v1.6.3

    

    下載以后解壓並安裝（請記得看README）

    如果沒有 configure，請先執行 ./autogen.sh，生成configure

    

    ./configure

    make

 

    編譯好以后，將可執行文件移動到nginx的sbin目錄下

     cp ./src/spawn-fcgi /usr/local/nginx/sbin/ （cp到nginx的安裝目錄下）

 

 

3.3.fastcgi庫的安裝（庫絕對不是必須的，覺得技術好的大牛可以自己寫）

    庫地址  http://www.fastcgi.com/dist/fcgi.tar.gz

    下載以后，解壓並安裝 （默認安裝）

     ./configure

    make

    make install

    

4.Demo和web發布

4.1.Demo程序

     [CGI程序]    

#include <fcgi_stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    int count = 0;
    while (FCGI_Accept() >= 0) {
        printf("Content-type: text/html\r\n"
                "\r\n"
                ""
                "FastCGI Hello!"
                "Request number %d running on host%s "
                "Process ID: %d\n", ++count, getenv("SERVER_NAME"), getpid());
    }
    return 0;
}

     [編譯]

     g++ demo.cc -o demo  -lfcgi​  

    

    直接運行可執行文件，看看能否正常運行。如果出現缺少庫libfcgi.so.0，則自己需要手動把 /usr/local/lib/libfcgi.so.0庫建立一個鏈接到/usr/lib/目錄下： ln -s /usr/local/libfcgi.so.0 /usr/lib/（或者把so的庫路徑添加到/etc/ld.so.conf，並執行ldconfig更新一下）

 

4.2.Web發布

    1）將CGI可執行程序移動到nginx的安裝目錄下 /usr/local/nginx/cgibin （文件夾不存在則自己創建） 

    

    2）啟動spawn-fcgi管理進程，並綁定server IP和端口（不要跟nginx的監聽端口重合）

      /usr/local/nginx/sbin/spawn-fcgi -a 127.0.0.1 -p 8088 -f /usr/local/nginx/cgibin/demo

    

    查看一下9002端口是否已成功： netstat -na | grep 8088

​   

    3）更改 nginx.conf配置文件，讓nginx轉發請求

    

    在http節點的子節點-"server節"點中下添加配置

    location ~ \.cgi$ {
        fastcgi_pass 127.0.0.1:8088;
        fastcgi_index index.cgi;
        fastcgi_param SCRIPT_FILENAME fcgi$fastcgi_script_name;

        include fastcgi_params;

    }

 

    4）重啟nginx或者重新加載配置文件

    重新加載配置文件

     sudo kill -HUP [pid]

    或者

    重啟nginx     

    killall nginx

​    ./nginx

 

    5）打開瀏覽器訪問一下吧

    http://localhost/demo.cgi

 

    

 

    搞定收工，心里又小小的激動了一把！

 

allenrlin

2014/2/18

    

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    參考文獻與資料

    [1]Nginx+FastCGI運行原理​  http://book.51cto.com/art/201202/314840.htm

    ​[2]Nginx下配置FastCGI ​ http://www.cppblog.com/woaidongmao/archive/2011/06/21/149090.html

    [3]nginx＋fastcgi+c/c++搭建高性能Web框架​  ​http://blog.csdn.net/marising/article/details/3932938​

    [4]什么是CGI、FastCGI、PHP-CGI、PHP-FPM、Spawn-FCGI  ​http://www.mike.org.cn/articles/what-is-cgi-fastcgi-php-fpm-spawn-fcgi/​