FastCGI编程包括四部分：初始化编码、接收请求循环、响应内容、响应结束循环。

FCGX_Request request;

FCGX_Init();

int sock_fd = FCGX_OpenSocket("10.3.17.75:8003",);

FCGX_InitRequest(&request, sock_fd, 0);

while (FCGX_Accept_r(&request) >= ) {

  //get param 1

  map<string,string> param_map;

  for(int i = ; request.envp[i]; ++i) {

    string s = request.envp[i];

    size_t pos = s.find_first_of('=');

    if (pos >  && pos < s.size() - ) {

      param_map.insert(make_pair(s.substr(,pos), s.substr(pos+)));

    }

  }

  //or 2

  char * clenstr = FCGX_GetParam("CONTENT_LENGTH", request.envp);

  //do something

  FCGX_Stream* fcgi_out = request.out;

  string output="test";

  FCGX_PutS(output.c_str(), fcgi_out);

  //finish

  FCGX_Finish_r(&request);

}

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

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

ps -ef | grep nginx

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。

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

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

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

接着上篇《Nginx安装与使用》，本篇介绍CGI/FASTCGI的原理、及如何使用C/C++编写简单的CGI/FastCGI，最后将CGI/FASTCGI部署到nginx。内容大纲如下：

1.     CGI

1.1.     环境变量

1.2.     标准输入

2.     FastCGI

3. nginx cgi/fastcgi

3.1. nginx + fastcgi

3.1.1. spawn-fcgi

3.1.2. 编写fastcgi应用程序

3.1.3. nginx fastcgi配置

3.2. nginx + cgi

3.2.1 fastcgi-wrapper

3.2.2. nginx fcgiwrap配置

3.2.3. 编写cgi应用程序

参考链接

通用网关接口（Common Gateway Interface/CGI）描述了客户端和服务器程序之间传输数据的一种标准，可以让一个客户端，从网页浏览器向执行在网络服务器上的程序请求数据。CGI 独立于任何语言的，CGI 程序可以用任何脚本语言或者是完全独立编程语言实现，只要这个语言可以在这个系统上运行。Unix shell script, Python, Ruby, PHP, perl, Tcl, C/C++, 和 Visual Basic 都可以用来编写 CGI 程序。(http://www.dwz.cn/yFFgQ)

最初，CGI 是在 1993 年由美国国家超级电脑应用中心（NCSA）为 NCSA HTTPd Web 服务器开发的。这个 Web 服务器使用了 UNIX shell 环境变量 来保存从 Web 服务器传递出去的参数，然后生成一个运行 CGI 的独立的进程。cgi的处理流程如下图所示：

l   step1. web 服务器收到客户端（浏览器）的请求Http Request，启动CGI程序，并通过环境变量、标准输入传递数据

l   step2. cgi进程启动解析器、加载配置（如业务相关配置）、连接其它服务器（如数据库服务器）、逻辑处理等

l   step3. cgi程将处理结果通过标准输出、标准错误，传递给web 服务器

l   step4. web 服务器收到cgi返回的结果，构建Http Response返回给客户端，并杀死cgi进程

web服务器与cgi通过环境变量、标准输入、标准输出、标准错误互相传递数据。

1.1.环境变量

GET请求，它将数据打包放置在环境变量QUERY_STRING中，CGI从环境变量QUERY_STRING中获取数据。常见的环境变量如下表所示：

1.2.标准输入

环境变量的大小是有一定的限制的，当需要传送的数据量大时，储存环境变量的空间可能会不足，造成数据接收不完全，甚至无法执行CGI程序。因此后来又发展出另外一种方法：POST，也就是利用I/O重新导向的技巧，让CGI程序可以由STDIN和STDOUT直接跟浏览器沟通。

当我们指定用这种方法传递请求的数据时，web 服务器收到数据后会先放在一块输入缓冲区中，并且将数据的大小记录在CONTENT_LENGTH这个环境变数，然后调用CGI程式并将CGI程序的STDIN指向这块缓冲区，于是我们就可以很顺利的通过STDIN和环境变数CONTENT_LENGTH得到所有的资料，再没有资料大小的限制了。

总结：CGI使外部程序与Web服务器之间交互成为可能。CGI程式运行在独立的进程中，并对每个Web请求建立一个进程，这种方法非常容易实现，但效率很差，难以扩展。面对大量请求，进程的大量建立和消亡使操作系统性能大大下降。此外，由于地址空间无法共享，也限制了资源重用。

快速通用网关接口（Fast Common Gateway Interface／FastCGI）是通用网关接口（CGI）的改进，描述了客户端和服务器程序之间传输数据的一种标准。FastCGI致力于减少Web服务器与CGI程式之间互动的开销，从而使服务器可以同时处理更多的Web请求。与为每个请求创建一个新的进程不同，FastCGI使用持续的进程来处理一连串的请求。这些进程由FastCGI进程管理器管理，而不是web服务器。(http://www.dwz.cn/yFMap)

当进来一个请求时，Web 服务器把环境变量和这个页面请求通过一个unix domain socket(都位于同一物理服务器）或者一个IP Socket（FastCGI部署在其它物理服务器）传递给FastCGI进程。

l  step1. Web 服务器启动时载入初始化FastCGI执行环境 。 例如IIS ISAPI、apache mod_fastcgi、nginx ngx_http_fastcgi_module、lighttpd mod_fastcgi

l  step2. FastCGI进程管理器自身初始化，启动多个CGI解释器进程并等待来自Web 服务器的连接。启动FastCGI进程时，可以配置以ip和UNIX域socket两种方式启动。

l  step3. 当客户端请求到达Web 服务器时， Web 服务器将请求采用socket方式转发到 FastCGI主进程，FastCGI主进程选择并连接到一个CGI解释器。Web 服务器将CGI环境变量和标准输入发送到FastCGI子进程。

l  step4. FastCGI子进程完成处理后将标准输出和错误信息从同一socket连接返回Web 服务器。当FastCGI子进程关闭连接时，请求便处理完成。

l  step5. FastCGI子进程接着等待并处理来自Web 服务器的下一个连接。

由于 FastCGI 程序并不需要不断的产生新进程，可以大大降低服务器的压力并且产生较高的应用效率。它的速度效率最少要比CGI 技术提高 5 倍以上。它还支持分布式的部署， 即 FastCGI 程序可以在web 服务器以外的主机上执行。

总结：CGI 就是所谓的短生存期应用程序，FastCGI 就是所谓的长生存期应用程序。FastCGI像是一个常驻(long-live)型的CGI，它可以一直执行着，不会每次都要花费时间去fork一次(这是CGI最为人诟病的fork-and-execute 模式)。

nginx 不能像apache那样直接执行外部可执行程序，但nginx可以作为代理服务器，将请求转发给后端服务器，这也是nginx的主要作用之一。其中nginx就支持FastCGI代理，接收客户端的请求，然后将请求转发给后端fastcgi进程。下面介绍如何使用C/C++编写cgi/fastcgi，并部署到nginx中。

3.1. nginx + fastcgi

通过前面的介绍知道，fastcgi进程由FastCGI进程管理器管理，而不是nginx。这样就需要一个FastCGI管理，管理我们编写fastcgi程序。本文使用spawn-fcgi作为FastCGI进程管理器。

3.1.1. spawn-fcgi

spawn-fcgi是一个通用的FastCGI进程管理器，简单小巧，原先是属于lighttpd的一部分，后来由于使用比较广泛，所以就迁移出来作为独立项目了。spawn-fcgi使用pre-fork 模型，功能主要是打开监听端口，绑定地址，然后fork-and-exec创建我们编写的fastcgi应用程序进程，退出完成工作。fastcgi应用程序初始化，然后进入死循环侦听socket的连接请求。

安装spawn-fcgi：

l  获取spawn-fcgi编译安装包，在http://redmine.lighttpd.net/projects/spawn-fcgi/wiki上可以获取当前最新的版本。

l  解压缩spawn-fcgi-x.x.x.tar.gz包。

l  进入解压缩目录，执行./configure。

l  make & make install

如果遇到以下错误：“ ./autogen.sh: x: autoreconf: not found”，因为没有安装automake 工具，ubuntu用下面的命令安装好就可以了：sudo apt-get install autoconf automake libtool 。

spawn-fcgi的帮助信息可以通过man spawn-fcgi或spawn-fcgi –h获得，下面是部分常用spawn-fcgi参数信息：

3.1.2. 编写fastcgi应用程序

使用C/C++编写fastcgi应用程序，可以使用FastCGI软件开发套件或者其它开发框架，如fastcgi++。

本文使用FastCGI软件开发套件——fcgi（http://www.fastcgi.com/drupal/node/6?q=node/21），通过此套件可以轻松编写fastcgi应用程序，安装fcgi：

l  获取fcgi编译安装包，在http://www.fastcgi.com/drupal/node/5上可以获取当前最新的版本。

l  解压缩fcgi-x.x.x.tar.gz包。

l  进入解压缩目录，执行./configure。

l  make & make install

如果编译提示一下错误：

fcgio.cpp: In destructor 'virtual fcgi_streambuf::~fcgi_streambuf()':

fcgio.cpp:50: error: 'EOF' was not declared in this scope

fcgio.cpp: In member function 'virtual int fcgi_streambuf::overflow(int)':

fcgio.cpp:70: error: 'EOF' was not declared in this scope

fcgio.cpp:75: error: 'EOF' was not declared in this scope

fcgio.cpp: In member function 'virtual int fcgi_streambuf::sync()':

fcgio.cpp:86: error: 'EOF' was not declared in this scope

fcgio.cpp:87: error: 'EOF' was not declared in this scope

fcgio.cpp: In member function 'virtual int fcgi_streambuf::underflow()':

fcgio.cpp:113: error: 'EOF' was not declared in this scope

make[2]: *** [fcgio.lo] Error 1

make[2]: Leaving directory `/root/downloads/fcgi-2.4.1-SNAP-0910052249/libfcgi'

make[1]: *** [all-recursive] Error 1

make[1]: Leaving directory `/root/downloads/fcgi-2.4.1-SNAP-0910052249'

make: *** [all] Error 2

解决办法：在/include/fcgio.h文件中加上 #include <cstdio>，然后再编译安装就通过了。

如果提示找不到动态库，请在LD_LIBRARY_PATH或/etc/ld.so.conf中添加fcgi的安装路径，如/usr/local/lib，并执行ldconfig更新一下。

#include "fcgi_stdio.h"

#include <stdlib.h>

int main(void)

{

int count = 0;

while (FCGI_Accept() >= 0)

printf("Content-type: text/html\r\n"

"\r\n"

"<title>FastCGI Hello!</title>"

"<h1>FastCGI Hello!</h1>"

"Request number %d running on host <i>%s</i>\n",

++count, getenv("SERVER_NAME"));

return 0;

}

编译g++ main.cpp -o demo –lfcgi，并将demo部署到/opt/nginx-1.7.7/cgi-bin/目录

通过spawn-fcgi启动c/c++编写好的fastcgi程序：/opt/nginx-1.7.7/sbin/spawn-fcgi -a 127.0.0.1 -p 8081 -f /opt/nginx-1.7.7/cgi-bin/demo

3.1.3. nginx fastcgi配置

关于nginx的几个配置文件解析，可以参阅《Nginx安装与使用》http://www.cnblogs.com/skynet/p/4146083.html，在上篇的nginx.conf基础上增加下面的fastcgi配置。

这样nginx收到http://localhost/demo.cgi请求时，会匹配到location = /demo.cgi块，将请求传到后端的fastcgi应用程序处理。如下如所示：（注意其中number为80，是因为我请求了80次）

3.2. nginx + cgi

nginx 不能直接执行外部可执行程序，并且cgi是接收到请求时才会启动cgi进程，不像fastcgi会在一开就启动好，这样nginx天生是不支持 cgi 的。nginx 虽然不支持cgi，但它支持 fastCGI。所以，我们可以考虑使用fastcgi包装来支持 cgi。原理大致如下图所示：pre-fork几个通用的代理fastcgi程序——fastcgi-wrapper，fastcgi-wrapper启动执行cgi然后将cgi的执行结果返回给nginx（fork-and-exec）。

明白原理之后，编写一个fastcgi-warpper也比较简单。网上流传比较多的一个解决方案是，来自nginx wiki（http://wiki.nginx.org/SimpleCGI）上的使用perl的fastcgi包装脚本cgiwrap-fcgi.pl。但我对perl不是很感冒，下面给出一个C/C++写的fastcgi-wrapper。

3.2.1. fastcgi-wrapper

其实编写C/C++的fastcgi-wrapper，就是写一个C/C++的fastcgi，步骤和原理跟前面的小节（nginx+fastcgi）一样。github上已经有人开源了，C写的fastcgi-wrapper：https://github.com/gnosek/fcgiwrap。

安装fcgiwrap：

l  下载（https://github.com/gnosek/fcgiwrap.git）

l  解压缩fcgiwrap，进入解压目录

l  autoreconf -i

l  ./configure

l  make && make install

启动fastcgi-wrapper：/opt/nginx-1.7.7/sbin/spawn-fcgi -f /usr/local/sbin/fcgiwrap -p 8081

3.2.2. nginx fcgiwrap配置

在nginx.conf中增加下面的loaction配置块，这样所有的xxx.cgi请求都会走到fcgiwrap，然后fcgiwrap会执行cgi-bin目录下的cgi程序。

3.2.3. 编写cgi应用程序

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

int main(void)

{

int count = 0;

printf("Content-type: text/html\r\n"

"\r\n"

"<title>CGI Hello!</title>"

"<h1>CGI Hello!</h1>"

"Request number %d running on host <i>%s</i>\n",

++count, getenv("SERVER_NAME"));

return 0;

}

tyler@ubuntu:~/ClionProjects/HelloFastCGI$ g++ cgi.cpp -o cgidemo -lfcgi

tyler@ubuntu:~/ClionProjects/HelloFastCGI$ sudo cp cgidemo /opt/nginx-1.7.7/cgi-bin/

注意图中的请求次数一直都是1，因为cgi的模式是fork-and-exec，每次都是一个新的进程。

l  CGI, http://www.dwz.cn/yFFgQ

l  fastcgi, http://www.dwz.cn/yFMap

l  spawn-fcgi, http://redmine.lighttpd.net/projects/spawn-fcgi/wiki

l  fcgi, http://www.fastcgi.com/drupal/node/6?q=node/21

l  fcgiwrap, https://github.com/gnosek/fcgiwrap.git

spawn-fcgi是一个小程序，作用是管理fast-cgi进程，功能和PHP-fpm类似，简单小巧，原先是属于lighttpd的一部分，后来由于使用比较广泛，所以就迁移出来作为独立项目了，本文介绍的是这个版本“spawn-fcgi-1.6.3”。不过从发布新版本到目前已经4年了，代码一直没有变动，需求少，基本满足了。另外php有php-fpm后，码农们再也不担心跑不起FCGI了。

很久之前看的spawn-fcgi的代码，当时因为需要改一下里面的环境变量。今天翻代码看到了就顺手记录一下，就当沉淀.备忘吧。

用spawn启动FCGI程序的方式为：./spawn-fcgi -a 127.0.0.1 -p 9003 -F ${count} -f ${webroot}/bin/demo.fcgi

这样就会启动count个demo.fcgi程序，他们共同监听同一个listen端口9003,从而提供服务。

spawn-fcgi代码不到600行，非常简短精炼，从main看起。其功能主要是打开监听端口，绑定地址，然后fork-exec创建FCGI进程，退出完成工作。

老方法，main函数使用getopt解析命令行参数，从而设置全局变量。如果设置了-P参数，需要保存Pid文件，就用open系统调用打开文件。之后根据是否是root用户启动，如果是root，得做相关的权限设置，比如chroot, chdir, setuid, setgid, setgroups等。

重要的是调用了bind_socket打开绑定本地监听地址，或者sock，再就是调用fcgi_spawn_connection创建FCGI进程，主要就是这2步。

bind_socket函数用来创建套接字，绑定监听端口，进入listen模式。其参数unixsocket表明需要使用unix sock文件，这里不多介绍。函数代码页挺简单，莫过于通用的sock程序步骤：socket()->setsockopt()->bind()->listen();

fcgi_spawn_connection函数的工作是循环一次次创建子进程，然后立即调用execv(appArgv[0], appArgv);替换可执行程序，也就试运行demo.fcgi。

上面是创建子进程的部分代码，基本没啥可说明的。

对于子进程：注意一下dup2函数，由子进程运行，将监听句柄设置为标准输入，输出句柄。比如FCGI_LISTENSOCK_FILENO 0 号在FCGI里面代表标准输入句柄。函数还会关闭其他不必要的socket句柄。
然后调用execv替换可执行程序，运行新的二进制，也就是demo.fcgi的FCGI程序。这样子进程能够继承父进程的所有打开句柄，包括监听socket。这样所有子进程都能够在这个9002端口上进行监听新连接，谁拿到了谁就处理之。
对于父进程： 主要需要用select等待一会，然后调用waitpid用WNOHANG参数获取一下子进程的状态而不等待子进程退出，如果失败就打印消息。否则将其PID写入文件。

基本就是上面的东西了，代码不多，但该有的都有，命令行解析，socket，fork，dup2等。很久之前看的在这里备忘一下。

cgi进程可以写成单线程的，也可以写成多线程的。

单线程就是main函数中有一个死循环，一直等待接受请求，有请求过来时，就处理请求，并返回结果，没有并发性。

多线程也分两种模式：一种是main函数起多个线程，每个线程都独立接受请求。另一种是main函数起一个accpet线程接受请求，多个do_session线程处理请求，这种模式需要一个任务队列的支持。

模式不同，采用的系统架构就不同。下面就这三种模型，给出编码架构设计。

单线程模式：

多线程模式，每个线程都独立接受请求：

多线程模式，一个accpet线程，多个do_session线程：

工作到目前为止，只见了这三种模型，如果哪位好友有其他的模型，欢迎指点一下，在下不胜感激~~~