Nginx + FastCGI 程序（C/C++）搭建高性能web service的Demo及部署发布

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由于最近工作的需要，本人学习了一下利用高性能 web server – Nginx，来发布 C /C++ 编写的 fastCGI 程序，详细细节如下。

1. 介绍
Nginx – 高性能 web server，这个不用多说了，大家都知道。

FastCGI 程序 – 常驻型 CGI 程序，它是语言无关的、可伸缩架构的 CGI 开放扩展，其主要行为是将 CGI 解释器进程保持在内存中并因此获得较高的性能。

Nginx 要调用 FastCGI 程序，需要用到 FastCGI 进程管理程序（因为 nginx 不能直接执行外部的 cgi 程序，我们可使用 lighttpd 中的 spawn-fastcgi 来让 nginx 可支持外部 cgi 运行。也有其他方法安装 nginx-fcgi 来让 nginx 支持 cgi，这里是使用 spawn-fastcgi 的方法），来达到调用 FastCGI 程序的目的。Nginx 本身没有集成类似的模块，而 Apache 具备该功能模块，所以不需要额外安装 FastCGI 进程管理程序。

2. 工作原理
Nginx 不支持对外部程序的直接调用或者解析，所有的外部程序（包括 PHP）必须通过 FastCGI 接口来调用。FastCGI 接口在 Linux 下是 socket（这个 socket 可以是文件 socket，也可以是 ip socket）。为了调用 CGI 程序，还需要一个 FastCGI 的 wrapper（wrapper 可以理解为用于启动另一个程序的程序），这个 wrapper 绑定在某个固定 socket 上，如端口或者文件 socket。
当 Nginx 将 CGI 请求发送给这个 socket 的时候，通过 FastCGI 接口，wrapper 接收到请求，然后派生出一个新的线程，这个线程调用解释器或者外部程序处理脚本并读取返回数据；接着，wrapper 再将返回的数据通过 FastCGI 接口，沿着固定的 socket 传递给 Nginx；最后，Nginx 将返回的数据发送给客户端。这就是 Nginx+FastCGI 的整个运作过程，如图 1 所示。

Nginx + FastCGI 程序（C/C++）搭建高性能 web service 的 Demo 及部署发布
图 1 Nginx+FastCGI 运行过程

FastCGI 接口方式在脚本解析服务器（CGI 应用程序服务器）上启动一个或者多个守护进程对动态脚本进行解析，这些进程就是 FastCGI 进程管理器，或者称为 FastCGI 引擎。spawn-fcgi 与 PHP-FPM 都是 FastCGI 进程管理器（支持 PHP 和 C /C++）。

介绍到这里，大家应该都对该模式有了一定的了解，下面开始进行实战！

3. 环境部署
3.1.Nginx 的安装、部署与配置
nginx 下载目录 http://nginx.org/en/download.html
这我们使用的是 nginx-1.5.10

[安装]

下载以后解压并安装（请记得看 README）
./configure（注意了类似 checking for *** … not found 项，可能是依赖包没有，则需要安装依赖包）

缺少 pcre，则需要额外安装 http://www.pcre.org/（或者采用 apt-get 或 yum 的安装方式）

缺少 zlib，则需要额外安装 http://www.zlib.net/（或者采用 apt-get 或 yum 的安装方式）

缺少 OpenSSL，则需要额外安装 http://www.openssl.org（或者采用 apt-get 或 yum 的安装方式）

如果需要配置安装额外的功能模块，可以参考这里 http://wiki.codemongers.com/NginxChsInstall

make
make install（默认安装到 /usr/local/nginx）

[配置和管理]
1）执行选项
-c </path/to/config> 为 Nginx 指定一个配置文件，来代替缺省的。不输入则使用默认的配置文件。
-t 不运行，而仅仅测试配置文件。nginx 将检查配置文件的语法的正确性，并尝试打开配置文件中所引用到的文件。
-v 显示 nginx 的版本。
-V 显示 nginx 的版本，编译器版本和配置参数。

2）检查配置文件
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）启动 – 默认和特殊
/usr/local/nginx/sbin/nginx（默认启动方式）

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

4）查看 nginx 进程号（master 是主进程）
ps -ef | grep nginx

5）重新加载配置文件
sudo kill -HUP [nginx 主进程号]
通过系统的信号控制 Nginx
可以使用信号系统来控制主进程。默认，nginx 将其主进程的 pid 写入到 /usr/local/nginx/logs/nginx.pid 文件中。通过传递参数给 ./configure 或使用 pid 指令，来改变该文件的位置。

主进程可以处理以下的信号：
命令说明备注
TERM, INT 快速关闭
QUIT 从容关闭
HUP 重载配置用新的配置开始新的工作进程从容关闭旧的工作进程
USR1 重新打开日志文件
USR2 平滑升级可执行程序
WINCH 从容关闭工作进程

6）默认目录结构
主目录：/usr/local/nginx/
配置目录：/usr/local/nginx/conf/
root 目录：/usr/local/nginx/html/

可执行文件路径：/usr/local/nginx/sbin/

3.2.spawn_fastcgi 的安装、部署与配置
spawn_fastcgi https://github.com/lighttpd/spawn-fcgi

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

下载以后解压并安装（请记得看 README）
如果没有 configure，请先执行./autogen.sh，生成 configure

./configure

make

编译好以后，将可执行文件移动到 nginx 的 sbin 目录下

cp ./src/spawn-fcgi /usr/local/nginx/sbin/（cp 到 nginx 的安装目录下）

3.3.fastcgi 库的安装（库绝对不是必须的，觉得技术好的大牛可以自己写）
库地址 http://www.fastcgi.com/dist/fcgi.tar.gz
下载以后，解压并安装（默认安装）
./configure

make

make install

4.Demo 和 web 发布
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;
}

[编译]
g++ demo.cc -o demo -lfcgi

直接运行可执行文件，看看能否正常运行。如果出现缺少库 libfcgi.so.0，则自己需要手动把 /usr/local/lib/libfcgi.so.0 库建立一个链接到 /usr/lib/ 目录下：ln -s /usr/local/libfcgi.so.0 /usr/lib/（或者把 so 的库路径添加到 /etc/ld.so.conf，并执行 ldconfig 更新一下）

4.2.Web 发布
1）将 CGI 可执行程序移动到 nginx 的安装目录下 /usr/local/nginx/cgibin（文件夹不存在则自己创建）

2）启动 spawn-fcgi 管理进程，并绑定 server IP 和端口（不要跟 nginx 的监听端口重合）

/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，让 nginx 转发请求

在 http 节点的子节点 -“server 节 ” 点中下添加配置
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）重启 nginx 或者重新加载配置文件
重新加载配置文件
sudo kill -HUP [pid]
或者
重启 nginx
killall nginx

./nginx

5）打开浏览器访问一下吧
http://localhost/demo.cgi

搞定收工，心里又小小的激动了一把！

Nginx 的详细介绍 ：请点这里
Nginx 的下载地址 ：请点这里

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