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

2022-06-12 02:32:39

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。

【入门篇】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！

allenrlin

2014/2/18

参考文献与资料

[1]Nginx+FastCGI运行原理? 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/?

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